【摘 要】
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玉米是世界上最重要的作物之一,基因组测序技术的发展揭示了越来越多玉米基因信息,而基因功能迫切需要深入研究。转录因子是一类调控基因转录的蛋白质分子,在植物生长发育过程中起重要作用。突变体是研究基因功能的基础材料,CRISPR/Cas9基因编辑技术通过敲除实现目标基因突变,操作简单,突变效率较高。在全基因组水平上产生大规模的转录因子突变体,对功能基因组学和玉米的遗传改良都具有重要价值。在前期研究基础上
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玉米是世界上最重要的作物之一,基因组测序技术的发展揭示了越来越多玉米基因信息,而基因功能迫切需要深入研究。转录因子是一类调控基因转录的蛋白质分子,在植物生长发育过程中起重要作用。突变体是研究基因功能的基础材料,CRISPR/Cas9基因编辑技术通过敲除实现目标基因突变,操作简单,突变效率较高。在全基因组水平上产生大规模的转录因子突变体,对功能基因组学和玉米的遗传改良都具有重要价值。在前期研究基础上,本文通过对玉米全基因组水平上sgRNA的选择,创建了sgRNA数据库,并从中选择不同转录因子家族的基因作为靶基因,构建了玉米转录因子家族基因敲除突变体库。所得主要结果如下:1.在玉米全基因组水平上,利用PERL程序对来自于基因组、exon、CDS、c DNA和gene 5个数据集的所有潜在sgRNA进行重复性和特异性筛选,获得了由U6或U3启动子驱动的特异性sgRNA数据库,并将其分为class0、class1和class3等3类,通过sgRNA靶向基因分布等对该库进行了预测,其中class0作为重点研究对象;2.在已有RNA聚合酶Ⅲ类启动子研究的基础上,从sgRNA数据库的class0中选择出151个靶向玉米的转录因子,记录其简要信息。通过文献查找,总结前人研究结果,选择其中的13个基因,作为后续转录因子功能研究重点关注对象;3.以CPB-Cas9为基础载体加入目标片段,成功构建靶向玉米转录因子的151个基因敲除载体。以玉米自交系KN5585幼胚为转化受体,对其中13个载体进行农杆菌介导的稳定遗传,经Bar速测试纸检测,获得80个T0阳性阳性植株。经突变体类型鉴定,其中37株包含13个突变载体类型,对37株进行基因突变类型分析,记录其突变类型,结果显示:一个植株可同时插入多个载体,突变主要由碱基缺失和插入引起。对玉米籽粒进行荧光鉴定,发现阳性籽粒经荧光光源照射显示红色;
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