1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
地钱(marchantia polymorpha)是一种绿色陆地植物,在植物的进化中占有很关键的地位[1],而且相对于其他双倍体植物来说,它以单倍体为主的生活周期给了它在遗传学和分子生物学上的操作带来了极大的便利,对于克服基因功能冗余,进一步挖掘植物的遗传性状具有重要意义。
此外,地钱的生长周期短,无性繁殖的周期仅为4周,而且生长条件和环境要求也不苛刻,可以在实验室条件下大量培养。
作为一个新出现的模式物种,正受到越来越多生命科学工作者的关注。
2. 研究的基本内容和问题
一 、研究目标(1) 建立地钱高效转化系统(2) 通过crispr/cas9制备高覆盖率的地前突变体库(3) 初步开展地钱抗疫病的表型筛选二 、研究内容运用crispr/cas9的方法对地钱的全部基因进行基因编辑。
研究内容包crispr/cas9的设计与验证、遗传转化体系的建立、突变体表型的鉴定。
三 、拟解决的关键问题1、 最大限度的避免crispr/cas9脱靶效应2、 筛选基因以及cas9启动子的确定3、 农杆菌转化方法效率的最大化4、 转化材料的确定
3. 研究的方法与方案
一、 研究方法本实验通过农杆菌转化法,crispr/cas9基因编辑方法,成库设计sgrna方法来完成。
就是根据crispr/cas9的体系来设计大量的针对各个基因的sgrna,再设计相关的双元质粒,再将其转入到农杆菌中,再使用农杆菌转化法将双元质粒转入植物组织内,从而破坏植物基因,得到基因敲除的突变体植株。
二、 技术路线大量的对比实验相互比较,对转化效率实现最优化,如对于突变体的不同筛选基因来说,就需要进行对比实验,找出能杀死地钱的野生型,但却对突变体无效的药剂,在针对各个所需的药剂浓度和实验结果选出最佳的筛选药剂。
4. 研究创新点
本实验将生命科学前沿的的CRISPR/Cas9技术与新兴模式植物地钱结合起来,提出了建设大量获取突变体,从而建造突变体库的想法,关键是成库的大量的同时获得突变体,这一个建库过程就是大数据采集的过程,另外,本实验不是在单一基因位点水平,而是基于全基因组水平,制备高覆盖度的地前突变体库。
5. 研究计划与进展
2017/10 ~ 2017/11 熟悉并掌握大批量的通过CRISPR/Cas9方法获取突变体的技术2017/11 ~ 2018/2熟悉地钱Marchantia polymorpha 的生长周期以及积累转化经验2018/2 ~ 2018~3设计CRISPR/Cas9双元质粒2018/3 ~ 2018~6进行大规模的转化实验
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