【摘 要】
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甘蓝型油菜是一种重要的油料作物。种子适时的休眠和萌发对适应生物和非生物环境的胁迫及其重要。植物激素是决定种子萌发和休眠的主要生理因素之一。通过全基因组关联分析得到一些与种子萌发相关位点,进一步分析发现这些区段内包含和植物激素如Bna A10G0029000WE（Bna YUC3）等相关基因。进而我们利用CRISPR/Cas9技术创建了相关基因的突变体以及过表达材料。主要研究结果如下:（1）利用50
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甘蓝型油菜是一种重要的油料作物。种子适时的休眠和萌发对适应生物和非生物环境的胁迫及其重要。植物激素是决定种子萌发和休眠的主要生理因素之一。通过全基因组关联分析得到一些与种子萌发相关位点,进一步分析发现这些区段内包含和植物激素如Bna A10G0029000WE（Bna YUC3）等相关基因。进而我们利用CRISPR/Cas9技术创建了相关基因的突变体以及过表达材料。主要研究结果如下:（1）利用505份自然群体的重测序数据与种子萌发率表型数据进行GWAS关联分析,获得了22个显著性相关位点,选取上下游10 kb作为候选区间分析。对候选区间内的基因进行注释,包含多个与激素相关的基因,从中挑选出Bna A10G0029000WE（Bna YUC3）等5个与激素相关联的基因进行验证。对候选基因中的功能结构域分析,发现这些蛋白均包含保守蛋白结构域。（2）组织表达模式分析表明,候选基因Bna YUC3和Bna IAA12在各个组织中均有表达;Bna GA3ox1在根、茎、叶片中表达较高;Bna TIFY5B主要集中在种子中表达;而Bna GA2ox1主要在茎中表达。激素处理的RNA-seq数据表明,GA诱导Bna YUC3.A09和Bna GA2ox1.C06表达。Bna TIFY5B.A05和Bna TIFY5B.C04a在ABA处理中表达上调;Bna GA2ox1.C02在GA处理中表达下调;Bna YUC3.C05和Bna GA3ox1.A06在ABA处理下调。依据表达模式推测,这些候选基因在植物响应激素过程中具有重要作用。（3）进一步利用CRISPR/Cas9和过表达技术创建相关突变体材料和过表达材料。CRISPR/Cas9阳性植株编辑检测的结果表明,Bna YUC3、Bna GA3ox1、Bna TIFY5B和Bna IAA12 T0代的编辑效率为0%～62.50%;过表达株系的表达水平检测结果表明,Bna YUC3.C05 OE、Bna IAA12.C05 OE、Bna TIFY5B.C03 OE和Bna GA2ox1.C02 OE转基因株系的表达量相对于野生型植株的表达水平有显著提高。（4）T1代过表达株系的种子萌发结果表明,不同过表达株系的种子萌发相对于野生型Westar有差异,对种子萌发均有抑制作用。其中Bna YUC3.C05 OE株系在24 h抑制种子萌发显著。对Bna YUC3.C05过表达株系进行了表型的初步考察,结果表明Bna YUC3.C05过表达株系的花期比野生型的花期有显著差异。
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