应用CRISPR-Cas9技术沉默小麦近缘物种簇毛麦高抗白粉病基因Pm21候选基因Stpk-V开题报告

 2023-02-10 16:12:58

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

小麦(Triticum aestivum L.)是世界重要的粮食作物,为人类提供了30%的食物来源(science,2014)。

小麦白粉病是由小麦白粉病菌(Blumeria graminis f.sp. tritici, Bgt,禾布氏白粉菌小麦专化型)引起的一种世界性病害,严重影响小麦的品质和产量(李振歧, 1997)。

在小麦白粉病大流行的年份,危害范围十分广泛,严重威胁粮食生产与安全(钱栓等, 2005)。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:在获得的转CRISPR-Cas9 T0代植株中鉴定Stpk-V沉默突变体,并明确其突变类型。

研究内容:利用转基因技术将CRISPR-Cas9载体转入含有Stpk-V的受体小麦品种南农9918中,从T0代植株中鉴定出Stpk-V沉默突变体,探究突变体的表型变化与突变之间的关系。

拟解决的关键问题:鉴定突变体,为进一步探究Pm21、Stpk-V的抗病分子通路创造新材料。

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3. 研究的方法与方案

研究方法:1.将构建好的载体(pJIT163-Ubi-Cas9:pU6-gRNA:pAHC20=1:1:1)通过基因枪转化小麦品种南农9918幼胚愈伤:采用PDS1000/He particle bombardment system (Bio-Rad)进行轰击,压力膜为1100 psi。

将膜置于第一层,愈伤置于其下6cm。

轰击前愈伤在高渗培养基上处理4-6h,轰击后继续培养16h,再转移到不含选择压的培养基上暗培养14天左右,至长出旺盛的愈伤,之后转移至筛选培养基(3mg/L Bialaphos)上,两周继代一次,将抗性愈伤转移至分化培养基(3mg/L Bialaphos)上,光照25℃ 10h/day,芽长2cm时转移至生根培养基(3mg/L Bialaphos)中,直至苗长6-8cm、根系健壮,开管炼苗,移苗水培,健壮后移至大田。

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4. 研究创新点

本研究第一次将新兴的基因编辑技术CRISPR-Cas9技术应用于小麦中转移的外源染色体片段相关基因功能研究,对于拓宽CRISPR-Cas9技术的应用和进一步探究Pm21、Stpk-V的抗病分子通路具有一定的意义。

5. 研究计划与进展

1.2014年4月-6月:取受体南农9918幼胚,在脱分化培养基上培养成健壮的愈伤,并用基因枪轰击幼胚,获得转基因愈伤。

2.2014年6月-9月:幼胚的分化和筛选,幼苗的分化和筛选,移苗水培,壮苗。

最后将苗移栽至江浦转基因大棚。

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