橘小实蝇CRISPR/Cas9基因编辑技术及Y特异性基因spermless功能研究

发布时间：2025-05-11 00:33

　　CRISPR/Cas9技术是一种由sg RNA和Cas9蛋白介导的,特异性切割ds DNA并引起基因突变的基因编辑系统。该技术具有普适性、高特异性、高效性等特点,已经广泛地应用于医学、生物学、农业等多个领域中。在昆虫中,基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术也得到了快速的发展,主要用于昆虫基因组学基础研究与害虫的防控。橘小实蝇是国内重要的农业害虫,每年给果蔬产业带来巨大的经济损失,防治困难,利用现代生物技术研发新型环境友好型防治技术是未来的方向。本研究以橘小实蝇为研究材料,建立了快速高效的基因编辑体系;构建了适用于橘小实蝇基因编辑的载体,并筛选出橘小实蝇基因敲除的最优方案;通过单胚胎测序揭示了橘小实蝇胚胎时期性别分化的关键通路并筛选鉴定了Y染色体特异基因;利用CRISPR/Cas9技术研究阐明了Y特异性基因spermless在精子发生以及精巢发育中的关键作用,为未来橘小实蝇遗传改造和防治提供靶标基因。1. 利用CRISPR/Cas9成功实现了橘小实蝇的靶标基因multiple edematous wings（mew）的敲除。成功克隆获得橘小实蝇mew基因m RNA,全长4051 bp,...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2 TALENs原理示意图(Li and Yang 2013)

TALENs同样是一种工程酶,也叫类转录激活因子效应物核酸酶,通过将核酸内切酶FokI的酶切结构域与TALENs的DNA结合结构域连接,其中FokI具有核酸切割能力,没有DNA识别能力,而TALENs具有DNA特异性识别能力,它能够靶向识别位点并引导FokI对DNA进行切割(图1....

图1.3 CRISPR/Cas9原理示意图(Doudna and Charpentier 2014)

CRISPR/Cas9是一种来源于细菌免疫系统的,由短的引导RNA(shortguideRNA,sgRNA)结合Cas9蛋白来靶向特定dsDNA序列并进行切割的系统。现在常用的Cas9蛋白主要来源于酿脓链球菌Streptococcuspyogenes,具有dsDNA切割活性....

图1.4 Gene Drive种群扩散示意图(Esvelt et al 2014)

通过遗传学方法防治害虫一直是农业害虫以及医学害虫的热点,尤其是雄性不育技术(sterileinsecttechnique,SIT)(Davidson1974)。相对于ZFNs和TALENs,CRISPR/Cas9基因编辑系统更加简单,更加适合用于SIT技术(Leeset....

图1.5 Y人类染色体中的基因类型(Lahn et al 2001)

在Y染色体上,主要聚集了有三类基因(图1.5):看家基因,经受住了Y染色体衰变的整个过程,研究证明其与X染色体具有同源性(LahnandPage1997);雄性特异性基因,通常是在进化过程中通过染色体易位聚集到Y染色体的(FosterandGraves1994,Ste....

本文编号：4044569