【摘 要】
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植物的株型决定于其分枝方式。而改良分枝方式是提高作物产量的有效方式之一。但是,目前油菜中有关分枝调控的分子机理还知之甚少。同时,也还非常缺乏用于株型改良的种质资源
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植物的株型决定于其分枝方式。而改良分枝方式是提高作物产量的有效方式之一。但是,目前油菜中有关分枝调控的分子机理还知之甚少。同时,也还非常缺乏用于株型改良的种质资源。因此,创建和利用油菜分枝相关基因的突变体对相关分子调控机制的理论研究以及油菜株型的遗传改良都十分重要。CRISPR/Cas9技术是创造基因变异的有效手段。在本研究中,我们成功利用该技术对油菜中的两个分枝相关基因Bna BRC1和Bna BRC2进行了定点突变。通过农杆菌介导的遗传转化获得再生苗,然后通过PCR技术筛选出转基因阳性单株。利用Hi-TOM方法对它们的T0和T1代株系进行了靶点突变基因型的测序分析。结果表明基因编辑产生的定点突变可以进行稳定遗传,并且筛选获得了大量功能缺失突变体用于表型分析。理论上讲,位于Bna BRC1基因保守结构域TCP中的纯合移码突变都会导致该基因功能的丧失,从而影响其参与种子萌发、分枝和后期器官发育方面的生物学功能。表型分析发现位于Bna BRC1基因的两个拷贝同时在保守TCP结构域的S3靶点发生纯合突变后可以产生多分枝表型。同时,在后代筛选得到携带目标基因突变的非转基因材料。我们也对是有潜在脱靶位点进行了分析和检测,未发现脱靶现象的发生,表明在获得的多分枝突变体中没有脱靶的产生。综上所述,我们成功利用CRISPR/Cas9技术对甘蓝型油菜中的Bna BRC1和Bna BRC2进行了定点突变。其中,brc1突变体表现出明显的多分枝表型,表明该基因参与油菜中的分枝和株型调控,为后续研究油菜的株型调控分子机理提供了重要研究材料。
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