【摘 要】
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水稻不仅是重要的粮食作物,也是研究基因功能的模式作物。水稻产量由单位面积穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重等4个因素共同构成。作为水稻最主要的库,穗的生长发育情况对
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水稻不仅是重要的粮食作物,也是研究基因功能的模式作物。水稻产量由单位面积穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重等4个因素共同构成。作为水稻最主要的库,穗的生长发育情况对水稻的产量和品质有着十分重大的影响。本课题组前期利用穗发育相关芯片筛选出一批候选基因,并利用CRISPR/Cas9技术获得大量的突变体,从而进一步探求其基因功能。本研究选取了其中一个与穗发育可能相关的OsD1基因,利用CRISPR/Cas9技术获得了OsD1敲除突变体,对其进行表型观察及功能分析,具体研究结果如下:1、对水稻基因OsD1进行了生物信息学分析得知,该基因全长2623bp,具有3个外显子和2个内含子,cDNA全长1038bp,编码一个含有345个氨基酸的保守蛋白质序列,它是一个含有2个MYB功能结构域的转录因子,属于R2R3-MYB亚家族。2、对OsD1表达谱分析发现,该基因随着幼穗发育的不断进程表达量不断升高,且在雄蕊、雌蕊和内外稃中均检测到不同程度的表达信号。3、构建了OsD1的CRISPR/Cas9基因组定点编辑载体并成功转化水稻愈伤组织,鉴定获得一批阳性突变体,其中包括双等位纯合突变类型和双等位杂合突变类型。4、对双等位纯合突变体进行表型鉴定发现,突变体在水稻抽穗期至成熟期时,其内外稃出现明显的畸形发育,内稃发育成外稃形态,护颖增大。对其花药进行碘染观察,花药中存在淀粉充实度低的花粉粒。
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