【摘 要】
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IGT基因家族是影响植物分枝角度的一个关键家族,在植物生长过程、改变株型中起着不可或缺的作用,但其功能目前尚不明确。植物分枝角度是植物株型的重要组成部分,受植物基因、内源激素及外界环境的共同调节而形成。植物分枝角度影响着植物的空间分布能力,而空间分布能力又直接影响着植物的光照、温度、生长等。IGT基因家族主要包括LAZY亚家族和TAC亚家族,该基因功能的研究对于解析植物分枝角度的形成具有重要研究价
【基金项目】
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内蒙古自治区科技计划项目（2021GG0075,2019GG004）； 国家科技重大专项（转基因生物新品种培育,2018ZX08020002-005-005）； 国家自然科学基金项目（31660216）；
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IGT基因家族是影响植物分枝角度的一个关键家族,在植物生长过程、改变株型中起着不可或缺的作用,但其功能目前尚不明确。植物分枝角度是植物株型的重要组成部分,受植物基因、内源激素及外界环境的共同调节而形成。植物分枝角度影响着植物的空间分布能力,而空间分布能力又直接影响着植物的光照、温度、生长等。IGT基因家族主要包括LAZY亚家族和TAC亚家族,该基因功能的研究对于解析植物分枝角度的形成具有重要研究价值。本研究以717-1B4杨（Populum tremolo×alba 717-1B4）为研究材料,利用717基因组数据库及推荐基因编辑靶点,针对LAZY亚家族的3个基因、TAC亚家族的2个基因设计基因编辑靶点。构建上述基因的基因编辑表达载体,并通过农杆菌介导的叶盘法转化717-1B4杨。主要研究结果如下:（1）本研究完成LAZY和TAC亚家族的基因编辑靶点设计。LAZY基因靶点有:LAZY1-1、LAZY1-2、LAZY2-1、LAZY2-2、LAZY3-1、LAZY3-2;TAC基因靶点有:TAC1-1、TAC1-2、TAC2-1、TAC2-2。（2）成功构建LAZY和TAC亚家族的基因编辑表达载体。LAZY基因编辑表达载体有:pDE-CAS9-NPTII::LAZY1-1、pDE-CAS9-NPTII::LAZY1-2、pDE-CAS9-NPTII::LAZY2-1、pDE-CAS9-NPTII::LAZY2-2、pDE-CAS9-NPTII::LAZY3-1、pDE-CAS9-NPTII::LAZY3-2;TAC基因编辑表达载体有:pDE-CAS9-NPTII::TAC1-1、pDE-CAS9-NPTII::TAC1-2、pDE-CAS9-NPTII::TAC2-1、pDE-CAS9-NPTII::TAC2-2。（3）完成717-1B4杨的遗传转化体系的优化。最佳遗传转化条件为:最佳预培养时间为9d,农杆菌最佳侵染浓度OD600为0.5,最佳侵染时间为10min。（4）获得转基因株系。共获得195株抗性株系,PCR鉴定表明pDE-CAS9-NPTII::LAZY-1-2有31株为阳性,pDE-CAS9-NPTII::TAC-1-2有15株为阳性。本研究表明,成功构建了LAZY、TAC单基因编辑载体并转化到717-1B4杂交杨中,该转基因植株是分析IGT基因家族功能的重要研究材料。本研究阐明IGT基因家族中LAZY、TAC基因在木本植物中的作用,为明确LAZY、TAC同源基因间的功能差异提供了依据,丰富了IGT基因家族的功能研究,为IGT基因家族分子育种应用与研究奠定基础。
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