摘要
番茄是世界上重要的蔬菜作物之一，全球年总产量近2亿吨。目前生产上使用的番茄品种主要是杂交种，因此，亲本纯系的创制是育种的关键步骤。传统方法获得番茄纯系一般需要多代自交，周期长、效率低，而利用单倍体育种技术只需要两个世代就可以获得稳定的纯系。从20世纪50年代至今，番茄单倍体研究已经历经70多年，尽管研究者们一直在试图建立番茄的单倍体快速育种技术体系，但仍未取得突破性进展。随着现代分子生物学技术的发展以及CRISPR/Cas9基因编辑技术的引入，近年来在玉米中已建立起高效的玉米单倍体育种技术体系并成功大规模的应用于育种实践。在克隆玉米单倍体关键诱导基因ZmDMP的基础上，通过序列比对发现ZmDMP在番茄中存在1个同源基因，敲除该基因后可以在杂交和自交后代中形成一定比例的母本单倍体,这一发现引起了广泛关注。这表明玉米中的新技术可能为番茄单倍体研究带来新的契机，为番茄作物的育种和研究提供了新的可能性。因此，在诱导玉米单倍体关键基因ZmDMP和ZmPLA的基础上，通过序列比对，我们在番茄中成功找到SlDMP和SlPLA这两个基因。本研究旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术分别对SlDMP和SlPLA基因进行单独编辑和同时编辑，寻找能够提高番茄单倍体诱导率的最优编辑方法，创制番茄单倍体材料，为番茄育种提供新的手段和途径,主要研究结果如下: 1.建立了 pMGET-DMP、pMGET-PLA和双编辑pMGET-DMP-PLA这三种载体，有助于探究这些基因在番茄中的功能和调控机制，同时也为未来基因编辑和品种改良提供了重要的实验基础; 2.利用CRISPR/Cas9技术对番茄基因SlDMP和SlPLA进行定点编辑，成功得到了敲除番茄SlDMP基因的阳性植株1株和敲除番茄SlPLA基因的阳性植株2株; 3.通过胚挽救技术获得杂交后代阳性植株，使得敲除特定基因的阳性植株能够得到进一步繁殖和利用，为番茄单倍体研究提供了重要的支持。 本研究成功构建了基因编辑载体，并获得了相应的阳性植株，优化了基因编辑技术在番茄单倍体育种中的应用，为后一步深入理解番茄单倍体形成机制研究提供了方法和材料基础。
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