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水稻OsRhoGDI2基因的敲除及其功能鉴定

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水稻OsRhoGDI2基因的敲除及其功能鉴定

作者：王凯婕河南师范大学

学位级别：硕士

水稻OsRhoGDI2基因(AY364312)是本实验室前期通过酵母双杂交技术从水稻幼穗中分离获得的一个与ROP蛋白Os Rac D相互作用蛋白的编码基因。前期构建了过表达转基因株系,研究表明,该基因过表达影响小孢子发育、降低花粉活性,导致育性降低... 详细信息

水稻OsRhoGDI2基因(AY364312)是本实验室前期通过酵母双杂交技术从水稻幼穗中分离获得的一个与ROP蛋白Os Rac D相互作用蛋白的编码基因。前期构建了过表达转基因株系,研究表明,该基因过表达影响小孢子发育、降低花粉活性,导致育性降低。为进一步鉴定该基因在水稻生长发育过程中的功能,本研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术构建了OsRhoGDI2基因敲除水稻。以野生型日本晴(WT)与OsRhoGDI2基因敲除水稻(Cas9-OsRhoGDI2)为材料开展研究。本研究基于CRISPR/Cas9技术原理,采用DNA重组技术构建了OsRhoGDI2基因敲除载体p W-T-OsRhoGDI2,并转化日本晴水稻愈伤组织,在T代筛选获得了1株产生移码突变的纯合敲除水稻和8株杂合水稻;继续在T代对杂合水稻进行筛选,获得了6种发生移码突变的纯合突变体。OsRhoGDI2序列比对结果显示,突变体水稻靶序列处发生了碱基缺失或替换,导致该基因产生移码突变与无义突变;氨基酸序列比对显示,OsRhoGDI2蛋白保守结构域Rho GDI丢失,翻译提前终止,生成截短蛋白,因此预期突变体水稻中将无法产生正常的OsRhoGDI2蛋白。T代突变体靶位点特异性分析显示,5个潜在的脱靶位点均未发生突变,表明本研究所选择的编辑靶位点特异性良好。为探究OsRhoGDI2基因敲除对水稻种子萌发的影响,本研究测定了种子萌发7天内OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻的萌发率,种子萌发第7天时胚芽鞘与根长、胚芽鞘与根鲜重、胚芽鞘与根干重等指标。统计学分析结果显示,在种子萌发的第48 h-72 h,与对照相比,OsRhoGDI2敲除水稻表现出更低的萌发速率与萌发率;而在第72 h-120 h,OsRhoGDI2敲除水稻萌发速率大于对照;在第120 h-168 h,OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻的种子萌发速率无明显差异,而OsRhoGDI2敲除水稻三个株系的种子萌发率分别为98.50%,98.00%,96.00%,高于对照的萌发率(94%),但是统计学上未达到显著水平。另外,在萌发第168 h,OsRhoGDI2敲除水稻胚芽鞘与根的长度、干重均低于对照。该结果说明,水稻OsRhoGDI2基因敲除有助于维持种子的休眠状态,降低种子早期的萌发速率,同时对胚芽鞘和根的生长有一定的抑制作用。由于实验室前期发现OsRhoGDI2基因过表达导致水稻育性降低,所以为进一步探究OsRhoGDI2基因敲除是否影响水稻小孢子发育过程与花粉活性,本研究利用石蜡切片技术进行细胞学水平观察,比较了OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻小孢子发育8个典型时期的差异,结果显示,在细胞学水平上,两者没有明显的差异。利用亚历山大与碘-碘化钾染色法对成熟花粉的活性进行检测,统计学分析结果显示,OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻相比,成熟花粉活性无明显差异。该结果说明,水稻OsRhoGDI2基因敲除,对小孢子发育过程没有明显影响,不影响花粉的成熟过程。鉴于前期研究发现OsRhoGDI2过表达水稻株高增加,为探究OsRhoGDI2基因敲除对水稻株高的影响,本研究测量了OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻在幼苗期的株高与叶鞘长度。结果显示,生长第4周时,OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻相比,出现了株高与第2叶鞘降低的变化,统计学分析差异达到显著水平。由于株高和GA等植物激素关系密切,本研究采用q RT-PCR技术检测该时期水稻叶片中与GA合成和信号转导途径相关基因的表达水平,结果显示,与对照相比,OsRhoGDI2敲除水稻中参与GA合成的正调控基因CPS、KO2、GA20ox2、KAO与参与GA信号转导的正调控基因GID1、GID2表达量均下降。说明OsRhoGDI2基因敲除通过抑制GA的合成与信号转导,导致水稻幼苗期株高降低。为进一步探究OsRhoGDI2基因敲除对成熟期水稻株高的影响,本研究测量了成熟期OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻的株高。结果显示,OsRhoGDI2敲除水稻与对照水稻相比,株高降低且差异达到极显著水平。对其茎节进行测量,结果显示,OsRhoGDI2敲除水稻的第II与III茎节长度与对照水稻相比更短,分别减少了19.00%与27.00%,且达到极显著差异水平。利用石蜡切片技术,对第III茎节细胞大小进行检测,结果显示,与对照水稻相比,OsRhoGDI2敲除水稻第III茎节中,单位面积内细胞数目增多,但细胞长度缩短。该结果说明,水稻OsRhoGDI2基因敲除,可能通过影响茎节细胞的分裂和伸长,引起茎节长度变化,导致成熟期水稻株高降低。对成熟期水稻进行农艺学性状观测,统计学分析结果显示,与对照水稻相比,OsRhoGDI2敲除水稻不仅株高降低,同时千粒重与粒宽减少,均达到极显

关键词：水稻 OsRhoGDI2基因 CRISPR/Cas9技术种子萌发株高粒形

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水稻表皮毛发育相关基因研究进展

生物技术通报 2021年第6期37卷 236-243页

作者：冯连杰安文静刘迪刘亚菲王凯婕梁卫红河南师范大学生命科学学院新乡453007

表皮毛作为大多数陆生植物表面的常见结构,不仅增强了植物抵抗干旱、紫外线和病虫害等不良环境因素的能力,其发育形成过程更是研究植物细胞命运分化的重要模型,因此对表皮毛发育调控机制的研究具有重要意义。目前,模式植物拟南芥表皮毛... 详细信息

表皮毛作为大多数陆生植物表面的常见结构,不仅增强了植物抵抗干旱、紫外线和病虫害等不良环境因素的能力,其发育形成过程更是研究植物细胞命运分化的重要模型,因此对表皮毛发育调控机制的研究具有重要意义。目前,模式植物拟南芥表皮毛发育的一些关键基因已被克隆,表皮毛发育的调控机制也逐渐明了。但是有关水稻表皮毛发育机制的研究很大程度上不清楚,近年来一些水稻表皮毛相关基因陆续被鉴定或克隆,对其功能的研究也在不断深入。综述了水稻表皮毛相关基因的研究历程和进展,归纳了水稻表皮毛发育的调控途径,并展望了水稻表皮毛相关基因在光叶稻分子设计育种中的价值和应用前景。

关键词：水稻表皮毛图位克隆分子机制

CRISPR/Cas9技术编辑OsRhoGDI2基因导致水稻半矮化

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生物工程学报 2020年第4期36卷 707-715页

作者：王凯婕安文静刘亚菲刘迪冯连杰王俊杰黄俊骏刘肖飞梁卫红河南师范大学生命科学学院河南新乡453007

OsRhoGDI2是通过酵母双杂交从水稻幼穗中分离的一个与Rho蛋白家族成员OsRacD相互作用蛋白的编码基因,但功能尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术创制水稻OsRhoGDI2基因敲除突变体。检测结果表明,转基因水稻T0代获得2种纯合突变体,T1代... 详细信息

OsRhoGDI2是通过酵母双杂交从水稻幼穗中分离的一个与Rho蛋白家族成员OsRacD相互作用蛋白的编码基因,但功能尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术创制水稻OsRhoGDI2基因敲除突变体。检测结果表明,转基因水稻T0代获得2种纯合突变体,T1代获得8种纯合突变体。序列分析显示,在敲除水稻中,该基因的编辑靶点附近发生了碱基的替换或缺失,预期生成丧失RhoGDI保守结构域的截短蛋白。表型比对分析发现,敲除水稻与对照相比,株高显著降低,统计学分析结果显示,敲除水稻株高降低源于第Ⅱ和第Ⅲ茎节的缩短,提示OsRhoGDI2基因可能与水稻株高控制相关。

关键词： CRISPR/Cas9技术水稻 OsRhoGDI2 株高

利用CRISPR/Cas9技术编辑水稻ROP基因OsRac5

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中国生物化学与分子生物学报 2018年第12期34卷 1350-1357页

作者：王美娜彭静静王凯婕安文静刘亚菲李珂嘉梁卫红河南师范大学生命科学学院分子细胞生物学实验室河南新乡453007

OsRac5基因属于水稻小G蛋白ROP家族。该基因参与了水稻的育性调节,但是OsRac5在水稻生长发育中的作用尚不清楚。为鉴定该基因的功能,本文采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,构建了该基因的双靶标载体Cas9-OsRac5,并对水稻进行了遗传转化。... 详细信息

OsRac5基因属于水稻小G蛋白ROP家族。该基因参与了水稻的育性调节,但是OsRac5在水稻生长发育中的作用尚不清楚。为鉴定该基因的功能,本文采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,构建了该基因的双靶标载体Cas9-OsRac5,并对水稻进行了遗传转化。对转基因水稻的筛选和分子鉴定显示,在T1代获得了10个纯合突变株系。序列分析显示,在OsRac5编辑水稻中,该基因编码区发生了碱基缺失或/和插入,导致预期产生的不同类型OsRac5截短蛋白均丧失小G蛋白的保守结构域。对抽穗期OsRac5编辑水稻的表型进行统计学分析,结果显示,OsRac5编辑水稻与对照在剑叶角度以及剑叶净光合速率上存在极显著差异,其中OsRac5编辑水稻剑叶角度增大67%,剑叶净光合速率减小32. 7%。本研究结果提示,OsRac5基因通过调控剑叶角度,影响水稻光合效率,与水稻生长发育密切相关。

关键词：水稻 OsRac5 CRISPR/Cas9 剑叶角度净光合速率

超大质量黑洞吸积盘中的高能中微子辐射研究进展及展望

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科学通报 2024年

作者：王凯华中科技大学物理学院天文学系

活动星系核超大质量黑洞吸积盘中被认为包含着丰富的恒星和致密星以及它们构成的双星系统,其在吸积盘上的演化会产生不同类型的天体物理爆发现象,产生包含引力波、电磁辐射和高能中微子的多信使信号.其中,高能中微子在研究超大质量黑洞... 详细信息

活动星系核超大质量黑洞吸积盘中被认为包含着丰富的恒星和致密星以及它们构成的双星系统,其在吸积盘上的演化会产生不同类型的天体物理爆发现象,产生包含引力波、电磁辐射和高能中微子的多信使信号.其中,高能中微子在研究超大质量黑洞吸积盘中天体物理爆发过程中可以起到重要作用.本文简要综述了近些年来活动星系核超大质量黑洞吸积盘上不同天体物理暂现源爆发过程中的高能中微子辐射研究进展,内容包括吸积盘中双恒星级黑洞并合遗迹黑洞吸积气体物质形成的喷流和外流星风、伽马射线暴和超新星在与盘物质作用过程中的高能中微子生成,并总结了对这些源的多信使探测,最后展望了下一代高能中微子探测器对理解超大质量黑洞吸积盘中天体物理过程的机遇.

关键词：吸积盘超大质量黑洞高能中微子引力波暂现源

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超致密矮星系的潮汐剥离演化序列

科学通报 2024年第4期69卷 473-475页

作者：王凯翔刘成则北京大学物理学院天文学系北京100871 北京大学科维理天文与天体物理研究所北京100871 上海交通大学物理与天文学院天文学系上海200240 上海交通大学李政道研究所上海200240

长期以来,星系(galaxy)和星团(star cluster)被认为是截然不同的两类天体.星系在暗物质晕中诞生成长,有较为复杂的恒星形成历史,是由大量恒星、气体、尘埃和暗物质等物质组成的天体系统,往往有着庞大的结构.星系的形态也多种多样,包括... 详细信息

长期以来,星系(galaxy)和星团(star cluster)被认为是截然不同的两类天体.星系在暗物质晕中诞生成长,有较为复杂的恒星形成历史,是由大量恒星、气体、尘埃和暗物质等物质组成的天体系统,往往有着庞大的结构.星系的形态也多种多样,包括椭圆星系、旋涡星系、不规则星系等.多个星系通常以星系群和星系团的形式存在,形成宇宙中大尺度结构的同时,也互相影响着各自的演化轨迹.

关键词：大尺度结构旋涡星系不规则星系椭圆星系恒星形成星系群星系团暗物质

“汉三颂”的价值递传——以上海图书馆藏若干拓本为例

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中国书法 2024年第4期 76-76,79,80,86-95页

作者：王君婕上海图书馆

作为东汉摩崖名品,“汉三颂”以书法艺术和交通史料的珍贵著称,镌于山石之上的它们具有自然和人文相互融洽的价值,是为典型的文化景观。而经过后世传拓,其拓本又在摩崖的接受、传播、研究方面发挥了重要作用,衍生出了区别于原石的书法... 详细信息

作为东汉摩崖名品,“汉三颂”以书法艺术和交通史料的珍贵著称,镌于山石之上的它们具有自然和人文相互融洽的价值,是为典型的文化景观。而经过后世传拓,其拓本又在摩崖的接受、传播、研究方面发挥了重要作用,衍生出了区别于原石的书法、版本、历史价值。本文试以“大汉雄风——上海图书馆藏汉碑善本展”中所涉及的三颂拓本为例,分析这些价值继承、转变的过程,并由此得出一些关于碑帖类展览的思考。

关键词：汉三颂文化景观碑拓金石收藏

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公共数据“三权分置”模式的证成与建构

行政法学研究 2024年

作者：卢荣婕东南大学法学院

公共数据资源价值实现的特殊性、有限排他性、非竞争性以及公共利益的需求等决定了其无法采取单一的产权构造。公共数据产权配置模式包含保留所有权与排除所有权两大模式,但均存在数据垄断与反公地悲剧的适用缺陷。为此,需要立足于权利... 详细信息

公共数据资源价值实现的特殊性、有限排他性、非竞争性以及公共利益的需求等决定了其无法采取单一的产权构造。公共数据产权配置模式包含保留所有权与排除所有权两大模式,但均存在数据垄断与反公地悲剧的适用缺陷。为此,需要立足于权利束理论、传统物权理论以及知识产权理论的不适配性,运用产权相对性理论与权能分割理论,以实现公共数据资源持有权、公共数据加工使用权、公共数据产品经营权分置的产权配置新模式。在“三权分置”模式中,通过构建以持有权为原生性权利,加工使用权为核心性权利,产品经营权为衍生性权利的多元权利配置模式,以期完成公共数据产权结构性分置的法律实现,最终达到公共数据保护与利用间的动态平衡。

关键词：数据资源持有权数据加工使用权数据产品经营权三权分置

领悟源文谙熟语级擘肌分理达意传情——韩素音国际翻译大赛法汉翻译评析(2023)

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中国翻译 2024年第4期45卷 158-164页

作者：张红婕西安外国语大学

本文从词汇、句法结构、逻辑语义、语言风格等方面入手,对第三十五届韩素音国际大赛法汉语对参赛译文中出现的典型问题进行了分析。言语行为中的每个词或词组都包含“智力特点”和“情感特点”,因而翻译时,译者应该从原文作者立场出发,... 详细信息

本文从词汇、句法结构、逻辑语义、语言风格等方面入手,对第三十五届韩素音国际大赛法汉语对参赛译文中出现的典型问题进行了分析。言语行为中的每个词或词组都包含“智力特点”和“情感特点”,因而翻译时,译者应该从原文作者立场出发,选择允洽的语级,厘清语义逻辑关系,保持语义的衔接与连贯,在摆脱原文表层语言形式的制约的同时,用洗炼的译入语传达原作的思想感情,实现话语融通。

关键词：韩素音国际翻译大赛汉语法语翻译