利用基因编辑技术对水稻品质和育性相关性状的遗传改良研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wu01234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水稻是重要的粮食作物,世界上有半数人口以大米为主食,随着我国人口的不断增加,生活水平的不断提高,对稻米品质多样化要求更高,给广大育种工作者带来了巨大的挑战。传统育种周期长、过程繁琐,而基因编辑技术为水稻重要农艺性状,特别是品质性状的快速改良提供了可能,可用于水稻品种间的改良育种。在本实验中我们以控制水稻粒长基因(GS3)、香味基因(BADH2)、温敏雄性不育基因(TGMS5)和影响水稻籽粒γ-氨基丁酸基因(OsGABA-1)作为研究对象;以本实验室现育成的籼、粳稻亲本为转化受体,运用CRISPR/Cas9基因编辑技术分别对上述4个基因进行敲除,以期人工定向的改造育种材料,缩短育种进程。主要研究结果如下:(1)GS3与BADH2基因编辑GS3基因是控制水稻粒长的主效基因,对粒长具有负调控的作用。BADH2基因是调控水稻稻米香味基因。通过构建CRISPR/Cas9双敲载体转化籼型杂交稻恢复系蜀恢573、保持系广8B和粳稻材料粳稻保持系辽39B、常规稻川农粳1号的愈伤组织,获得不同背景下转基因阳性植株。在T2代对GS3与BADH2共敲除的阳性植株进行表型鉴定分析,获得了具有香味的籼稻恢复系蜀恢573和保持系广8B,且农艺性状与野生型无显著差异。粳稻保持系辽39B和常规粳稻川农粳1号的阳性突变体植株与野生型比较,粒长变的更短、有香味,其他农艺性状没有发生明显变化。(2)富含γ-氨基丁酸功能稻的创建OsGABA-1是编码水稻体内γ-氨基丁酸转氨酶的基因,它负调控水稻中γ-氨基丁酸(GABA)的含量。通过CRISPR/Cas9基因编辑,对水稻的两个粳稻品种川农粳1号和川农香粳的OsGABA-1基因进行敲除。获得不同敲除背景下纯合的阳性植株。突变体表型分析发现垩白度比野生型显著增加。对突变体成熟种子中各种氨基酸以及γ-氨基丁酸含量的测定发现,突变体中γ-氨基丁酸含量显著增加,而其他农艺性状并没有发生显著变化,可用于预防高血压功能稻的开发。(3)温敏不育材料的创制水稻两系不育系具有育性受核基因控制,不受恢保关系限制且配组相对自由、种子繁育程序较为简单、成本低等优点。本实验中对两个农艺性状优良的粳稻品种川农香粳和辽宁引粳进行温敏不育基因TGMS5的编辑,获得纯合阳性突变体植株。在T2代转基因株系通过分期播种种植在海南,使其遭遇不同的高、低温环境。发现在低温环境下表现可育,能够正常结实,在高温环境下突变体表现为雄性部分不育。这说明通过TGMS5功能突变可人工创建温敏不育系。充分扩大水稻两系不育的种质资源,更好地应用于两系育种研究中。
其他文献
拓扑优化为新型工程结构的开发与设计提供了有效方法与平台。一方面高度繁琐的工程结构要求高效率的设计制造,另一方面满足特定性能要求的工程结构也迫切需要提供轻量型、短
淋巴细胞作为重要的免疫细胞在抵御抗原入侵过程中发挥关键作用。由于存在于血流环境中,淋巴细胞免疫功能的实现需要首先黏附到炎症部位附近的血管壁,为其跨越血管壁屏障逐步迁移到炎症处做准备。这是一个多步的级联反应过程,涉及到多种生物学因子以及物理因素的共同作用。目前的研究表明,炎症部位附近的血管内壁表达的趋化因子和免疫球蛋白类分子(选择素)在淋巴细胞黏附的过程分钟发挥重要作用。一般认为选择素介导了淋巴细胞
在马来西亚这多种语言的环境下,非华裔的华语学习者学习华语并不容易。每一周学生学习华语的时间也受限制,这更增加了学校里华语教师在课堂上进行教学活动的难度。由此可见,一部好的华语教材对学生的学习、教师的授课扮演着重要的角色。马来西亚国民小学这近十五年期间的华语教材并不多,有《交际华语》、《国小华语》及《国小华文》。针对这些华语教材进行的研究可说是少之又少。因此,本文以马来西亚的两本国民小学汉语教材《一
<正>【系统简介】电路板是电子电器工业的基础,随着信息产业的高速发展,电路板生产呈急剧增长之势,目前我国已成为世界上最大的电路板生产国,产值、产量都位居世界第一。在我
会议
意象是中国古代诗歌的灵魂。文章从文化阐释学、接受美学、文化交流三个维度探讨了如何翻译唐诗意象。首先,见解性地提出意象翻译的三原则,然后重点探讨在意象翻译原则指导下的
<正>近日,经国务院同意,教育部、人力资源社会保障部、工业和信息化部联合印发了《制造业人才发展规划指南》(以下简称《指南》)。《指南》是根据国家制造强国建设领导小组统
进入21 世纪, 俄罗斯在危机中重建并逐步完善新型的爱国主义教育体系,政府连续颁布了四个爱国主义教育的“五年规划”政策纲要, 从内容、 理论方法、 实施措施、 组织建设、
山东民歌孕育自源远流长的中国山东音乐文化,形成了丰富民歌种类,其中尤以沂蒙小调最为典型。而《沂蒙山小调》作为沂蒙小调经典作品,拥有独特的艺术特色与演唱特点。本文即
羊奶以独特的营养价值和保健功能,备受人们的青睐。中国羊奶的消费、奶山羊的生产性能均落后于国际水平。营养为影响奶山羊生产性能的首要因素,掌握营养对奶山羊泌乳性能的影响
本论文,采用溶胶-凝胶硬模板法制备出无序多孔SnO2材料。该材料为四方金红石相结构,形貌为由颗粒聚集而成的类簇状。室温下,对100 ppm的NOx气体的检测,灵敏度高达54%,响应时