【摘要】：大豆(Glycine max(L.)Merr.)是典型的短日植物,在光周期現(xiàn)象研究中被作為重要模式材料。近十年來,大豆開花期相關(guān)的關(guān)鍵基因先后被定位和克隆,開花調(diào)控分子機(jī)制研究逐步深入。在已發(fā)現(xiàn)的調(diào)控大豆開花期的E系列基因中,豆科植物所特有的E1基因?qū)﹂_花期影響最大,并且發(fā)現(xiàn)在大豆中存在兩個E1同源基因E1La和E1Lb,這兩個E1同源基因?qū)Υ蠖沟纳M(jìn)程也有抑制作用。本研究應(yīng)用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化體系,采用RNAi技術(shù)和CRISPR/Cas9系統(tǒng)對E1基因進(jìn)行功能分析,以期從多角度驗(yàn)證其在大豆生育進(jìn)程中所起的作用。主要研究成果如下:1.參照Williams 82基因組信息設(shè)計合適的引物,克隆晚熟品種自貢冬豆和中熟品種Jack的E1和E1La/b,將所得序列在NCBI上進(jìn)行比對,得知3個基因在自貢冬豆中的基因型分別為E1、E1La和E1Lb,在Jack中的基因型分別為e1-as、E1La和E1Lb。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為后續(xù)實(shí)驗(yàn)中引物的設(shè)計和轉(zhuǎn)化受體的選擇提供了理論依據(jù)。2.利用GATEWAY技術(shù)和植物Cas9/gRNA質(zhì)粒構(gòu)建試劑盒構(gòu)建了RNA干擾載體pB7GWIWG2(II)-E1和基因編輯載體CRISPR/Cas9-E1,兩個載體均帶有篩選基因bar。借助農(nóng)桿菌介導(dǎo)的大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù),將兩個載體分別轉(zhuǎn)入受體基因型自貢冬豆中,通過除草劑涂抹、PCR和試紙條檢測三種方法分別鑒定出38和46株陽性轉(zhuǎn)化植株。3.E1-RNAi T1植株在北京夏播自然條件下可提前開花,比野生型在短日條件下開花更早。鑒于E1基因干擾植株的早熟表型,在8月中旬北京自然條件下對其進(jìn)行加代擴(kuò)繁,T2轉(zhuǎn)基因植株的開花期和成熟期均顯著早于野生型植株。在E1基因干擾后代植株中,E1、E1La和E1Lb基因的表達(dá)量均顯著降低,受E1基因上調(diào)表達(dá)的開花抑制因子GmFT4基因表達(dá)量也呈現(xiàn)下降趨勢,而開花促進(jìn)因子GmFT2a/5a基因的表達(dá)量升高。4.經(jīng)測序檢測,4株E1-CRISPR/Cas9 T0植株在E1靶位點(diǎn)處發(fā)生了編輯,有1株在T1代發(fā)生編輯并產(chǎn)生了1株純合突變體植株和6株雜合突變體植株。E1基因純合突變體植株在北京夏播后期短日處理的條件下開花時間稍早于野生型,E1基因雜合突變體與野生型無明顯差異。
【圖文】：

科學(xué)院碩士學(xué)位論文 結(jié)果表明，經(jīng)過誘導(dǎo)開花處理后的大豆植株在一定的條件下可以恢復(fù)到營養(yǎng)稱之為大豆開花逆轉(zhuǎn)（韓天富等，1998）。開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的研究以典型的光豆為材料，初步建立并完善了用于實(shí)驗(yàn)室研究的大豆光周期反應(yīng)研究系統(tǒng)。豆植株在一定的光周期條件下會發(fā)生開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使頂端分生組織由生殖生長階段，改變光周期條件又可以使之重回生殖生長階段，正常地開花和結(jié)豆光周期反應(yīng)研究系統(tǒng)對大豆的開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究和分0）（如圖 1-1），該系統(tǒng)中包括持續(xù)短日照處理(SD, 12 h/12 h)、短日照處理 13理(SD13 d-LD)和持續(xù)長日照處理(LD, 16 h/8 h)三種處理方式。供試材料自貢后轉(zhuǎn)移至長日照處理，4 個星期即可由生殖生長階段恢復(fù)到營養(yǎng)生長階段，現(xiàn)象叫做整株逆轉(zhuǎn)(Whole-Plant Reversion)。在某些處理條件下，僅有部分花生長階段，其余的仍保持原生長狀態(tài)，，這樣的開花逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象稱為局部n)，局部逆轉(zhuǎn)又包括花逆轉(zhuǎn)(Floral Reversion)和花序逆轉(zhuǎn)(Inflorescence Rever逆轉(zhuǎn)又被進(jìn)一步細(xì)分成頂端花序逆轉(zhuǎn)(Terminal Inflorescence Reversion)和側(cè)Inflorescence Reversion) (吳存祥, 2000; Wu et al., 2006; Jiang et al., 2011)。

圖 1-2 大豆開花調(diào)控網(wǎng)絡(luò)示意圖（Xia et al., 2012）Fig.1-2 The flowering-time gene network in soybean (Xia et al., 20在大豆育種中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀油脂、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)的重要作物，對農(nóng)業(yè)、技的進(jìn)步和人民生活水平的提高，使得人們對大豆產(chǎn)在著年限長、選擇性差等局限性，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)的的影響。轉(zhuǎn)基因技術(shù)自從 1984 年首次在大豆中應(yīng)用隨著生物技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，已經(jīng)應(yīng)用到大豆育種的gata et al., 2017)、抗除草劑及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)(Duke et al., 20作制度得以更新，擴(kuò)大了大豆的種植規(guī)模，降低了農(nóng)民強(qiáng)了在大豆產(chǎn)業(yè)界的影響力。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在中國大豆經(jīng)過科研工作者的努力，已經(jīng)在提高大豆的油分和蛋
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S565.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 焦玉偉;梁珈語;張瑞;;大豆種子的貯藏特性及技術(shù)要點(diǎn)分析[J];種子科技;2018年06期

2 黃洪云;杜寧;張璇;;高壓靜電處理對大豆種子的影響及機(jī)理研究[J];種子;2017年02期

3 ;中科院植物所發(fā)現(xiàn)大豆種子大小變異調(diào)控與進(jìn)化機(jī)制[J];中國食品學(xué)報;2017年05期

4 張涵詩;;大豆種子儲藏技術(shù)措施[J];民營科技;2017年08期

5 郭成凱;;大豆種子綜合儲藏技術(shù)研究[J];農(nóng)民致富之友;2017年17期

6 孫衍博;;大豆種子質(zhì)量降低的主要原因及其預(yù)防措施[J];農(nóng)民致富之友;2017年21期

7 張艷馥;任艷波;沙偉;王雪;宋璐;孫博;;大豆種子醇溶蛋白的提取及SDS-PAGE分析[J];種子;2015年11期

8 沈德坤;;大豆種子質(zhì)量降低的主要原因及其預(yù)防措施[J];農(nóng)民致富之友;2016年01期

9 王宇杰;陳英奇;;提高大豆種子繁育質(zhì)量的幾點(diǎn)措施[J];種子世界;2016年08期

10 劉霞;;大豆種子的選擇及播種方法研究[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2016年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄭宇宏;范旭紅;孟凡凡;孫星邈;張云峰;王明亮;王曙明;;我國大豆種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與對策[A];中國作物學(xué)會作物種子專業(yè)委員會2017年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2017年

2 麻浩;王立群;宋利茹;;高溫高濕脅迫下大豆種子田間劣變分子機(jī)制的研究[A];第二屆全國種子科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

3 張本華;李成華;;靜電場對大豆種子活力影響的研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

4 李春梅;楊守萍;蓋鈞鎰;喻德躍;;大豆種子蛋白的差異蛋白質(zhì)組研究[A];江蘇省遺傳學(xué)會植物分子育種學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2007年

5 李玲;蔣佳峰;何昕;李建剛;申民

本文編號：2620962