利用基因编辑创制不结球白菜紫色新种质技术的初步建立的开题报告.docx

利用基因编辑创制不结球白菜紫色新种质技术的初步建立的开题报告
摘要：
本文主要介绍了利用基因编辑技术创制不结球白菜紫色新种质的研究开发情况。首先，介绍了不结球白菜的特点及其在市场上的需求情况。随后，分析了现有的不结球白菜育种技术存在的局限性，阐述了利用基因编辑技术进行不结球白菜紫色新种质培育的可行性。在此基础上，详细介绍了利用基因编辑技术创制不结球白菜紫色新种质的具体方法，包括基因编辑技术选择、目标基因选择以及基因编辑的实验操作步骤等。最后，总结了基因编辑创制不结球白菜紫色新种质的研究开发的优势和前景，并预测了未来与该研究相关的一些可能的发展方向。
关键词：基因编辑技术；不结球白菜；紫色新种质；研究开发
一、研究背景及意义
不结球白菜是世界上最常见的蔬菜之一，在我国也广泛种植和食用。不结球白菜由于其口感鲜美、营养价值高等特点，在市场上受到了广泛的欢迎。然而，因为其颜色单一，种类较少，且在营养成分方面存在一定的局限性，因此不满足消费者对多样化生鲜蔬菜需求的日益增长，也影响了不结球白菜的市场竞争力。
因此，开展不结球白菜新品种培育研究，有助于提高不结球白菜的色泽和营养价值，丰富种类和口感，提高市场竞争力。近年来，基因编辑技术的快速发展，为不结球白菜育种研究带来了新的机遇。在此背景下，本次研究旨在通过基因编辑技术，创制出紫色不结球白菜新种质。
二、现有技术的限制性
传统的不结球白菜育种方法多为自然杂交或体细胞杂交，使得育种周期长，效果难以稳定。另外，目前市场上的不结球白菜第一品种的种类较少，色泽单一，口感与营养成分难以满足各类消费者的需求。为解决这些限制性，现有的不结球白菜培育技术需要进一步的改进与研发。
三、基因编辑技术的可行性分析
基因编辑技术是一种新型的基因组修改技术，能够针对某一特定基因进行修改、替换或删除等操作，这种技术具有普遍性、高效率、低成本、可逆性、痕迹少等优点。同时，它可以有效缩短培育周期，提高筛选效率，使新品种快速定向选育。因此基因编辑技术可以提高不结球白菜的色泽、营养成分、抗病性和抗逆性等性状，为不结球白菜培育研究提供新的思路和方法。
四、基因编辑创制不结球白菜紫色新种质的具体方法
（一）基因编辑技术的选择：
CRISPR（ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats,CRISPR）/Cas9是一种成功的基因编辑技术，被广泛应用于真核细胞中的基因组编辑。其成功的原因主要包括以下两个方面:
（1）高精度的基因组特异性切割。
（2）CRISPR/Cas9体系具有方便性，系统稳定性也明显比先前的编辑系统优化。
因此，本研究选取CRISPR/Cas9系统作为基因编辑技术。
（二）目标基因选择：
选取脯氨酸脱酸酶(PDS)主要的两个整合位点作为编辑靶点。根据实验的结果，PDS基因的编辑能够真正的使不结球白菜发生了颜色变化。
（三）基因编辑的实验操作步骤：
实验操作步骤主要有：超纯水的制备，组织切割和培养，基因编辑载体构建，载体转化和基因编辑，PCR、酶切和测序分析。
五、基因编辑创制不结球白菜紫色新种质的研究开发优势及前景
随着基因编辑技术的快速发展和成熟，基因编辑技术成为了不结球白菜新品种培育的有效手段。基因编辑技术将应用于不结球白菜的研究，不仅可以缩短繁育周期，提高培育效率，还能够让育种人员精准的实现良种优选，快速地完成新品种的培育，实现“绿色粮菜、健康中国”的总体目标。同时，在未来的研究中，基因编辑技术还有望帮助培育与病、虫、逆境等未知病理因素抗性强的新品种，从而大大提高了农村和城市居民对蔬菜的保障能力。
六、发展展望
基因编辑技术是目前育种技术的重要发展方向之一，未来还有许多值得探索的方向：
（1）创新更多颜色的不结球白菜新品种；
（2）提高白菜对抗病虫害能力的新品种研究；
（3）在保证蔬菜品种福利的前提下，追求新品种更高的经济效益；
（4）更深入地研究和了解基因编辑技术在蔬菜育种中的作用，推进科学技术在农业，特别是蔬菜农业的应用。
参考文献：
[1]FengZ,ZhangB,DingY,LiuJ,HanL,ZhanS,etal.EffcientgenomeeditinginplantsusingaCRISPR/Cassystem.CellRes.2013;23(10):1229-1232.
[2]HallmannJ,QuäckW.Impactsofgeneticengineeringofagriculture:anecologicalperspective.StudyNewGenetFoodPlants.1998;20:27-35.
[3]王道义,雷丽.基因编辑技术在植物育种中的应用[J].中国农学通报,2018,34(24):10-19.