CRISPR-Cas9系統(tǒng)對亞麻FAD2基因定點(diǎn)編輯及功能分析
發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 04:55
油用亞麻（Linseed）作為世界十大油料作物之一,其籽粒當(dāng)中的脂肪酸含量豐富,種類較多,用途廣泛,商業(yè)價(jià)值較高,其栽培歷史悠久,目前我國亞麻產(chǎn)量居于世界第二位。亞麻油脂中的不飽和脂肪酸含有一個或多個多不飽和雙鍵,含不飽和雙鍵越多,其穩(wěn)定性就越差,油脂越容易被氧化,不利于儲存、運(yùn)輸以及實(shí)際應(yīng)用,因此,提高油脂的穩(wěn)定性至關(guān)重要。脂肪酸代謝中控制油酸脫氫生成多不飽和亞油酸的△12-脂肪酸去飽和酶（FAD2）則是控制代謝途徑的關(guān)鍵酶,本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用CRISPR技術(shù)編輯油用亞麻“隴亞10號”的FAD2基因,利用組織培養(yǎng)法和花粉管通道法分別進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。通過控制FAD2酶的合成,進(jìn)而控制脂肪酸代謝途徑,改良脂肪酸組分。此外,本文還分別測試了200份來自43個國家的優(yōu)質(zhì)亞麻種子中脂肪酸的組成與含量,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;并結(jié)合這200份材料通過全基因組測序獲得的多個SNP位點(diǎn)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,利用分子標(biāo)記進(jìn)行亞麻遺傳多樣性研究,發(fā)掘與亞麻脂肪酸去飽和相關(guān)的候選基因。主要研究結(jié)果如下:1.采用Golden Gate cloning法構(gòu)建針對“隴亞10號”FAD2基因的CRISPR/Cas9基因敲除載體,命名...
【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
脂肪酸的合成途徑Figure1synthesisoffattyacids
新疆大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文SFA 可在△9-脂肪酸脫氫酶 ( Fatty acid desaturase，F(xiàn)AD1)的催化下，去飽和產(chǎn)生 OA（C18：1Δ9），其作用機(jī)理是在碳鏈第九和第十個碳原子之間脫氫，形成第一個不飽和雙鍵[42]，然后可在其他去飽和酶的幫助下再脫氫。例如：OA 可在△12-脂肪酸脫氫和酶（FAD2）的催化下，在第 12~13 個碳原子之間再脫氫，轉(zhuǎn)化生成 PUFA--LA(C18:2Δ9，Δ12)，LA 在△15-脂肪酸去飽和酶（FAD3）的催化下，在位于第十五個碳原子到第十六個碳原子之間產(chǎn)生第三個雙鍵，生成含有三個不飽和雙鍵的 ALA（18：3Δ9，Δ12，Δ15）過程見圖 2，其中，F(xiàn)AD2催化 OA 脫飽和生成 ALA，是 UFA 代謝當(dāng)中的限速酶。該酶存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜表面，是脂肪酸 SFA 反應(yīng)中最為關(guān)鍵的酶。
新疆大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文2.1 鋅指核酸酶技術(shù) (ZFNs)ZFNs 是由專為 DNA 靶序列設(shè)計(jì)的人工構(gòu)造的真核生物轉(zhuǎn)錄因子聚合物鋅指結(jié)構(gòu)域鋅指蛋白(Zinc finger protein，ZFP）和非限制性 FokI 核酸酶裂解結(jié)構(gòu)域組成的雜化分子[60]。ZFNs 被設(shè)計(jì)成一對可以識別該位點(diǎn)兩側(cè)的兩個序列，一對FokI 二聚體切割 DNA 靶位點(diǎn)，生成一個雙鏈斷裂(double-strand break，DSB )，由于真核生物具有兩種 DNA 損傷修復(fù)機(jī)制[61]，(a)非同源重組修復(fù)（NHEJ）；或者(b)同源重組修復(fù)(homology-directed repair，HDR)，利用 HDR 容易出錯的本質(zhì)編輯指定位點(diǎn)，也可以通過兩種機(jī)制的組合，在靶位點(diǎn)產(chǎn)生堿基的插入、刪除或者替換，從而產(chǎn)生突變，達(dá)到基因編輯的目的。ZFNs 的作用機(jī)制見圖 3[62]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]甘藍(lán)型油菜BnaSDG8基因CRISPR/Cas9敲除載體的構(gòu)建及功能探究[J]. 李東昊,姜玲,劉春林,阮穎. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]不同品種亞麻萌發(fā)期抗旱性評價(jià)[J]. 閆文亮,郭棟良,鐘俐,楊亮杰,江海霞,張喻,謝麗瓊. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(01)
[3]植物種子油脂合成代謝及其關(guān)鍵酶的研究進(jìn)展[J]. 蔡曼,柳延濤,王娟,孔憲輝,王旭文,李衛(wèi)華,余渝,劉麗. 中國糧油學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]植物油脂合成調(diào)控與遺傳改良研究進(jìn)展[J]. 趙彥朋,梁偉,王丹,王玉美,劉正杰,崔宇鵬,華金平. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[5]外引油用亞麻品種資源鑒定與評價(jià)[J]. 李建增,楊若菡,吳學(xué)英,杜剛,朱炫,白永劉,劉飛虎,劉其寧. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]亞麻籽油抗動脈粥樣硬化作用的研究進(jìn)展[J]. 田光晶,馬叢叢,陳萌,許繼取,黃慶德,鄧乾春,黃鳳洪. 中國油脂. 2017(10)
[7]VIGS誘導(dǎo)PSY基因沉默對枇杷果實(shí)類胡蘿卜素積累的影響[J]. 洪敏,石絲,何珊珊,文露,池卓恒,唐月明,王永清. 分子植物育種. 2018(06)
[8]蘇麥3號小麥穗部病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)體系的建立及驗(yàn)證[J]. 吳磊,姜朋,張瑜,馬鴻翔,張旭. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]非洲菊花瓣瞬時(shí)表達(dá)和病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)系統(tǒng)的建立[J]. 唐宜,李凌飛,王小菁. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(03)
[10]一個油茶FAD2基因家族新成員的克隆及分析[J]. 王仲偉,溫強(qiáng),湯詩杰,徐立安. 分子植物育種. 2017(01)
博士論文
[1]CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物基因組編輯中的應(yīng)用[D]. 邢慧麗.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]變性淀粉包埋多不飽和油脂氧化穩(wěn)定性的研究[D]. 黃潔虹.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]亞麻FAD3基因的克隆及載體構(gòu)建與遺傳轉(zhuǎn)化[D]. 陳芳.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]亞麻FAD2基因的克隆、載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化[D]. 宋軍生.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[4]食物中反式脂肪酸異構(gòu)體的分析及我國居民反式脂肪酸攝入量的調(diào)查[D]. 劉東敏.南昌大學(xué) 2008
本文編號：2908116
【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
脂肪酸的合成途徑Figure1synthesisoffattyacids
新疆大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文SFA 可在△9-脂肪酸脫氫酶 ( Fatty acid desaturase，F(xiàn)AD1)的催化下，去飽和產(chǎn)生 OA（C18：1Δ9），其作用機(jī)理是在碳鏈第九和第十個碳原子之間脫氫，形成第一個不飽和雙鍵[42]，然后可在其他去飽和酶的幫助下再脫氫。例如：OA 可在△12-脂肪酸脫氫和酶（FAD2）的催化下，在第 12~13 個碳原子之間再脫氫，轉(zhuǎn)化生成 PUFA--LA(C18:2Δ9，Δ12)，LA 在△15-脂肪酸去飽和酶（FAD3）的催化下，在位于第十五個碳原子到第十六個碳原子之間產(chǎn)生第三個雙鍵，生成含有三個不飽和雙鍵的 ALA（18：3Δ9，Δ12，Δ15）過程見圖 2，其中，F(xiàn)AD2催化 OA 脫飽和生成 ALA，是 UFA 代謝當(dāng)中的限速酶。該酶存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜表面，是脂肪酸 SFA 反應(yīng)中最為關(guān)鍵的酶。
新疆大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文2.1 鋅指核酸酶技術(shù) (ZFNs)ZFNs 是由專為 DNA 靶序列設(shè)計(jì)的人工構(gòu)造的真核生物轉(zhuǎn)錄因子聚合物鋅指結(jié)構(gòu)域鋅指蛋白(Zinc finger protein，ZFP）和非限制性 FokI 核酸酶裂解結(jié)構(gòu)域組成的雜化分子[60]。ZFNs 被設(shè)計(jì)成一對可以識別該位點(diǎn)兩側(cè)的兩個序列，一對FokI 二聚體切割 DNA 靶位點(diǎn)，生成一個雙鏈斷裂(double-strand break，DSB )，由于真核生物具有兩種 DNA 損傷修復(fù)機(jī)制[61]，(a)非同源重組修復(fù)（NHEJ）；或者(b)同源重組修復(fù)(homology-directed repair，HDR)，利用 HDR 容易出錯的本質(zhì)編輯指定位點(diǎn)，也可以通過兩種機(jī)制的組合，在靶位點(diǎn)產(chǎn)生堿基的插入、刪除或者替換，從而產(chǎn)生突變，達(dá)到基因編輯的目的。ZFNs 的作用機(jī)制見圖 3[62]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]甘藍(lán)型油菜BnaSDG8基因CRISPR/Cas9敲除載體的構(gòu)建及功能探究[J]. 李東昊,姜玲,劉春林,阮穎. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]不同品種亞麻萌發(fā)期抗旱性評價(jià)[J]. 閆文亮,郭棟良,鐘俐,楊亮杰,江海霞,張喻,謝麗瓊. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(01)
[3]植物種子油脂合成代謝及其關(guān)鍵酶的研究進(jìn)展[J]. 蔡曼,柳延濤,王娟,孔憲輝,王旭文,李衛(wèi)華,余渝,劉麗. 中國糧油學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]植物油脂合成調(diào)控與遺傳改良研究進(jìn)展[J]. 趙彥朋,梁偉,王丹,王玉美,劉正杰,崔宇鵬,華金平. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[5]外引油用亞麻品種資源鑒定與評價(jià)[J]. 李建增,楊若菡,吳學(xué)英,杜剛,朱炫,白永劉,劉飛虎,劉其寧. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]亞麻籽油抗動脈粥樣硬化作用的研究進(jìn)展[J]. 田光晶,馬叢叢,陳萌,許繼取,黃慶德,鄧乾春,黃鳳洪. 中國油脂. 2017(10)
[7]VIGS誘導(dǎo)PSY基因沉默對枇杷果實(shí)類胡蘿卜素積累的影響[J]. 洪敏,石絲,何珊珊,文露,池卓恒,唐月明,王永清. 分子植物育種. 2018(06)
[8]蘇麥3號小麥穗部病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)體系的建立及驗(yàn)證[J]. 吳磊,姜朋,張瑜,馬鴻翔,張旭. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]非洲菊花瓣瞬時(shí)表達(dá)和病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)系統(tǒng)的建立[J]. 唐宜,李凌飛,王小菁. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(03)
[10]一個油茶FAD2基因家族新成員的克隆及分析[J]. 王仲偉,溫強(qiáng),湯詩杰,徐立安. 分子植物育種. 2017(01)
博士論文
[1]CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物基因組編輯中的應(yīng)用[D]. 邢慧麗.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]變性淀粉包埋多不飽和油脂氧化穩(wěn)定性的研究[D]. 黃潔虹.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]亞麻FAD3基因的克隆及載體構(gòu)建與遺傳轉(zhuǎn)化[D]. 陳芳.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]亞麻FAD2基因的克隆、載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化[D]. 宋軍生.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[4]食物中反式脂肪酸異構(gòu)體的分析及我國居民反式脂肪酸攝入量的調(diào)查[D]. 劉東敏.南昌大學(xué) 2008
本文編號：2908116
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