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利用基因编辑技术创制大豆雄性不育系的开题报告
摘要
大豆雄性不育系能够提高大豆的繁殖效率和增加产量，是大豆育种中非常重要的遗传资源。本文结合基因编辑技术的最新发展，探讨如何利用基因编辑技术创制大豆雄性不育系。首先介绍了大豆雄性不育系的发展历程和现状，然后简要介绍CRISPR/Cas9系统、TALENs和基因剪切酶的作用原理，最后阐述了利用这些基因编辑技术创制大豆雄性不育系的可行性和优势。
关键词：大豆；雄性不育系；基因编辑技术；CRISPR/Cas9系统；TALENs；基因剪切酶
引言
大豆作为全世界重要的农作物之一，其种植面积和产量一直在不断增加。然而，大豆育种中存在的一个难题是繁殖难度大和收益低。为了解决这个问题，培育大豆雄性不育系成为了育种工作中的重点之一。大豆雄性不育系是指雄性生殖器官不能正常发育或者生殖细胞无法正常分裂和发育成为正常精子或花粉的一类杂交不育系。因此，利用大豆雄性不育系来进行杂交繁殖，可以提高杂交种子的形成效率和产量。然而，目前存在的大豆雄性不育系数量相对较少，类型也比较单一，这对大豆杂交育种的发展带来了一定的制约。
而在这个问题上，基因编辑技术的出现为创建新的大豆雄性不育系带来了新的解决方法。本文将结合CRISPR/Cas9系统、TALENs和基因剪切酶等基因编辑技术，探讨如何利用基因编辑技术创制大豆雄性不育系。
1、大豆雄性不育系的发展历程
大豆雄性不育系是通过交配法培育出来的一种杂交不育系。一般通过对大豆休眠生育器官加以处理，在其子代中筛选出雄性不育系。大豆雄性不育系的研究起步于20世纪50年代，但只有在70年代初期开始有大规模应用的通用杂交禾的推广它的繁殖优势被广泛认识。此后，大豆雄性不育系在生产上得到了广泛应用和发展。
大豆雄性不育系的培育主要可分为两种方式：化学处理和产生阳性相信发育阳性细胞并协同其与雅可比体各部位之间的配合。化学处理是通过化学药物或辐射诱导出休眠生殖器官的雄性不育变异。这种方式可以使得雄蕊器官变形或细胞周期受到抑制，从而导致下降的花药，使雄生殖细胞减少或消失，从而获得雄性不育系。而产生阳性和抑蕾因子的使用则是将可转移的阳性因子导入到休眠生殖器官中，使其发育阳性细胞。由于可转移Fert-MS和Rs1基因具有菌素效应，当其基因位于杂合子中，并与雅可比体各位点配对后便可启动杀菌作用，这便可以正确地选择阳性细胞并获得雄性不育系。
2、基因编辑技术简介
在大豆雄性不育系的研究和发展中，基因编辑技术起到了重要的作用。目前常用的基因编辑技术主要有CRISPR/Cas9系统、TALENs和基因剪切酶等。
2.1、CRISPR/Cas9系统
CRISPR（clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats）是一种来源于细菌、具有“自适应免疫系统”功能的DNA序列。CRISPR/Cas9系统是基于CRISPR技术开发出来的一种基因编辑技术。通过引入特定的Cas9蛋白和sgRNA（singleguideRNA）分子，可以定向切割指定的DNA序列，实现基因编辑。
2.2、TALENs
TALENs（transcriptionactivator-likeeffectornucleases）是一类由转录激活子样转录因子（TAL）和核酸酶融合而成的基因编辑工具。TALENs使用变性核酸酶，即外来的蛋白质结构域，来切割特定的DNA序列。
2.3、基因剪切酶
基因剪切酶是一个可以剪切特定DNA序列的酶，可以实现对基因的精准编辑，是其他基因编辑技术的一种补充手段。
3、利用基因编辑技术创制大豆雄性不育系的可行性
对于大豆雄性不育系的研究，基因编辑技术可以创造具有新的特性和获得性状的大豆新品种，以改变目前大豆雄性不育系种类单一和数量不足的局面。而利用CRISPR/Cas9系统、TALENs和基因剪切酶等基因编辑技术，可以实现大豆的基因组改造，从而创制出具有新的雄性不育系的大豆新品种。具体来说，可以通过基因编辑技术来改变大豆中与生殖发育相关的基因表达，制造一些雄性不育性状的基因突变，或者产生新的因子，促进产生雄性不育系。
4、基因编辑技术优势
相较于传统的培育雄性不育系的方式，基因编辑技术有着更强的针对性和精准度，而且更加快速和高效。在利用基因剪切酶进行基因编辑时，其正向选择和逆向选择技术，可以去除一些不需要的突变线。使用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑时，不会引入过多的外源序列，也不会对基因组中的结构和功能构成大的影响。基因编辑技术不会污染环境，同时还可以避免利用化学药物或辐射诱导过程中产生的基因突变。同时，基因编辑技术还可以精确地控制繁殖效率和繁殖期，为提高大豆产量打下坚实基础。
结论
总之，在目前大豆雄性不育系不足的情况下，基因编辑技术的出现为大豆