3.3基因工程的应用——利用CRISPCas9技术培育高抗性淀粉水稻 课件（共23张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.3基因工程的应用——利用CRISPCas9技术培育高抗性淀粉水稻 课件（共23张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 16.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-20 10:09:23 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
基因工程的应用
利用CRISPR/Cas9技术培育高抗性淀粉水稻
抗性淀粉(resistant starch, RS)又称抗酶解淀粉，指不被健康人体胃和小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称。
抗性淀粉（RS）的含量与直链淀粉与支链淀粉的含量比成显著相关。可以通过提高直链淀粉的含量来提高 RS 的比例。
如何提高水稻中的直链淀粉含量？
修饰加工
淀粉分支酶（ＳＢＥ）是支链淀粉形成过程中的关键酶。ＳＢＥ有多种亚型，其中最重要的是ＳＢＥＩ和ＳＢＥＩＩ。
如何提高水稻中的抗性淀粉含量？
直链淀粉
支链淀粉
CRISPR
利用CRISPR/Cas9技术使水稻中的编码SBEⅠ和SBEⅡ的基因发生突变，从而获得直链淀粉含量更多的水稻，从而提高抗性淀粉的含量。
自然界中的水稻存在CRISPR/Cas9系统吗？
目的基因的筛选与获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
利用基因工程
为了导入CRISPR/Cas9系统需要获取哪些基因？
编码Cas9的基因和gRNA的基因（靶点序列与支架序列）
启动子
Cas9基因
终止子
编码区
非编码区
非编码区
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子
外显子
如何从SBEＩ和SBEＩＩ基因的编码区序列中筛选靶点序列呢？
GenBank编号：GQ150904.1
GenBank编号：GQ150916.1
结合资料第三段，设计一个可以编码SBEⅠgRNA的DNA片段
要求：①可以重组到载体上 ②编码SBEⅠgRNA的基因能够正常表达
BamH I识别序列：
Bcl I 识别序列：
Hind III 识别序列：
5' AAGCTT 3'
3' TTCGAA 5'
5' TGATCA 3’
3' ACTAGT 5'
5' GGATCC 3’
3' CCTAGG 5'
gRNA
终止子
酶切位点1
酶切位点2
SBEⅠ靶点序列
支架序列
Bcl I
Hind III
启动子
gRNA
终止子
酶切位点1
酶切位点2
SBEⅡ靶点序列
支架序列
Hind III
BamH I
启动子
DNA连接酶
gRNA基因
感受态细胞
CaCl2溶液
农杆菌
利用含有潮霉素的培养基培养受体菌
未被转化
被转化：重组质粒
被转化：空质粒
被转化：目的基因
如何鉴别含有重组质粒的受体菌？
Cas9
gRNA
如何利用PCR的方法筛选含有插入目的基因的重组质粒的受体菌？
3’
5’
5’
3’
5’
3’
3’
5’
SBEⅠgRNA
SBEⅡgRNA
农杆菌转化法
如何检测导入水稻细胞中的CRISPR/Cas9系统的效果？
分子水平的检测
5’
3’
5’
3’
^
^
插入载体序列
插入载体序列
个体生物水平的检测
淀粉总量（%）
直链淀粉\支链淀粉
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
个体生物学水平的检测
抗性淀粉含量（%）
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
个体生物学水平的检测
单碱基编辑技术
活体成像技术
基因工程的应用
利用CRISPR/Cas9技术培育高抗性淀粉水稻
抗性淀粉(resistant starch, RS)又称抗酶解淀粉，指不被健康人体胃和小肠所消化吸收的淀粉及其降解产物的总称。
抗性淀粉（RS）的含量与直链淀粉与支链淀粉的含量比成显著相关。可以通过提高直链淀粉的含量来提高 RS 的比例。
如何提高水稻中的直链淀粉含量？
修饰加工
淀粉分支酶（ＳＢＥ）是支链淀粉形成过程中的关键酶。ＳＢＥ有多种亚型，其中最重要的是ＳＢＥＩ和ＳＢＥＩＩ。
如何提高水稻中的抗性淀粉含量？
直链淀粉
支链淀粉
CRISPR
利用CRISPR/Cas9技术使水稻中的编码SBEⅠ和SBEⅡ的基因发生突变，从而获得直链淀粉含量更多的水稻，从而提高抗性淀粉的含量。
自然界中的水稻存在CRISPR/Cas9系统吗？
目的基因的筛选与获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
利用基因工程
为了导入CRISPR/Cas9系统需要获取哪些基因？
编码Cas9的基因和gRNA的基因（靶点序列与支架序列）
启动子
Cas9基因
终止子
编码区
非编码区
非编码区
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子
外显子
如何从SBEＩ和SBEＩＩ基因的编码区序列中筛选靶点序列呢？
GenBank编号：GQ150904.1
GenBank编号：GQ150916.1
结合资料第三段，设计一个可以编码SBEⅠgRNA的DNA片段
要求：①可以重组到载体上 ②编码SBEⅠgRNA的基因能够正常表达
BamH I识别序列：
Bcl I 识别序列：
Hind III 识别序列：
5' AAGCTT 3'
3' TTCGAA 5'
5' TGATCA 3’
3' ACTAGT 5'
5' GGATCC 3’
3' CCTAGG 5'
gRNA
终止子
酶切位点1
酶切位点2
SBEⅠ靶点序列
支架序列
Bcl I
Hind III
启动子
gRNA
终止子
酶切位点1
酶切位点2
SBEⅡ靶点序列
支架序列
Hind III
BamH I
启动子
DNA连接酶
gRNA基因
感受态细胞
CaCl2溶液
农杆菌
利用含有潮霉素的培养基培养受体菌
未被转化
被转化：重组质粒
被转化：空质粒
被转化：目的基因
如何鉴别含有重组质粒的受体菌？
Cas9
gRNA
如何利用PCR的方法筛选含有插入目的基因的重组质粒的受体菌？
3’
5’
5’
3’
5’
3’
3’
5’
SBEⅠgRNA
SBEⅡgRNA
农杆菌转化法
如何检测导入水稻细胞中的CRISPR/Cas9系统的效果？
分子水平的检测
5’
3’
5’
3’
^
^
插入载体序列
插入载体序列
个体生物水平的检测
淀粉总量（%）
直链淀粉\支链淀粉
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
个体生物学水平的检测
抗性淀粉含量（%）
野生型
SBEⅠ突变体
SBEⅡ突变体
个体生物学水平的检测
单碱基编辑技术
活体成像技术