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摘 要

赤霉素一词是一个统称，它是一种二萜类的四环化合物的通用术语，包含多种类别的赤霉素。赤霉素（GA4 7）是由“九二二”改良型，更有效，更稳定，更安全。获得赤霉素有三种主要途径：第一种途径是通过在植物中进行提取，第二种途径是同屋化学的方式人工合成赤霉素，第三种途径是利用微生物的发酵技术进行发酵。但是因为前两种途径的制造成本高昂，获得的效率不能够满足需求，但是，通过利用微生物发酵技术所得到的成品率高，生产过程中的费用降低等的优点，所以，在工业大规模生产中主要是通过利用微生物的发酵技术进行发酵进行发酵后提取赤霉素的方式生产赤霉素。本课题主要通过最新的基因编辑技术crispr / cas9赤霉素基因组编辑，将藤仓赤霉菌定向转化为高产菌株，提高产量。

关键词：赤霉素 藤仓赤霉 crispr/cas9基因编辑技术

Study on the efficient of crispr / cas9 genome editing technique for Fusarium fujikuroi

ABSTRACT

The term gibberellin is a generic term that is a generic term for a diterpenoid tetracyclic compound that contains multiple classes of gibberellin. Gibberellin (GA4 7) is improved by "922", more effective, more stable and safer. There are three main ways to obtain gibberellin: the first approach is through the extraction of plants, the second way is the same way home synthetic gibberellin, the third way is the use of microbial fermentation technology for fermentation. However, since the manufacturing costs of the first two methods are high and the efficiency obtained can not meet the demand, the advantages of the high yield and the cost of the production process are reduced by the use of the microbial fermentation technology. Therefore, Is mainly through the use of microbial fermentation technology for fermentation fermentation after the extraction of gibberellin way to produce gibberellin. This topic mainly through the latest gene editing technology crispr / cas9 gibberellin genome editing, the rattan Garcinia directional transformation into high-yield strains, increase yield.

Key words: Gibberellin；crispr/cas9 ；Gene editing ；technology

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1研究背景 1

1.1.1 赤霉菌的背景 1

1.1.2 赤霉素合成的分子机理 2

1.2 Crispr/Cas9基因编辑技术系统机制 3

1.3现有技术及存在的主要问题：提高序列特异性，减少脱靶效应 5

1.4本研究的创新点及意义 6

第二章 实验材料与方法 7

2.1 实验材料与仪器 7

2.1.1 菌种 7

2.1.2材料与仪器 7

2.1.3培养基 8

2.2 原生质体转化法 9

2.2.1电转化方法 9

2.2.2化学转化方法 9

2.3 菌体培养方法 10

2.4 质粒提取方法 11

2.5 DNA凝胶回收方法 12

2.6 Crispr/Cas9基因编辑技术操作方法 13

2.7 真菌基因组提取方法 14

第三章 实验结果与分析 16

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 文献综述

1.1研究背景

1.1.1赤霉菌的背景

赤霉素，是改善植物成长的自然的可以通过植物自生合成的四环二萜类化学物质。其作为一类促进植物成长的化学物质对于在植物的生长过程中起到了非常重要的作用也普遍的被应用于许多的行业，因此被称为植物的五大激素之一。其主要是在植物的发展之中拥有很多种的生理功能，比方说，它可以经过改变水解酶的性能从而达到改变植物种子的萌芽、茎干的延伸、诱导果实的萌发、突破种子或植物的休眠、性别的分化等许多种过程。正式因为这些优点赤霉素才被普遍的推广使用在农业、酿造业以及林业等。

赤霉素不单单可以在许多的绿色植物中提取出来，也可以从某些特殊的细菌和某些真菌中通过微生物发酵获得，并且现在主要获得赤霉素的在工业上生产的方式就是进行微生物发酵。现如今，获得赤霉素有很多种途径常用的途径有三种：第一种途径是从生产该激素的植物中将赤霉素提取出来，第二种途径是利用化学合成方法将采取人为的形式生产出来，第三种途径则是利用产该种激素的微生物的发酵方式大量的获得，这也是获得GA的主要途径。但是因为前两种途径的制造成本高昂，获得的效率不能够满足需求，但是，通过利用微生物发酵技术所得到的成品率高，生产过程中的费用降低等的优点，所以，在工业大规模生产中主要是通过利用微生物的发酵技术进行发酵进行发酵后提取赤霉素的方式生产赤霉素。现如今在工业化的生产当中使用最多的微生物种类是丝状真菌藤仓赤霉菌（Fusarium fujikuroi)。但是在目前代价高昂依旧是组织赤霉素大规模生产应用的主要阻滞原因。正是因为这些原因的存在，我们需要寻找一种方式来提升赤霉素的生产量，以此来达到减小赤霉素高昂的生产代价，通过将菌株进行改良，重新设计并优化发酵的过程，重新设计并优化下游提取物，促进赤霉素的全面推广。

水稻恶苗病原菌赤霉菌（Gibberella fujikuroi）之所以非常闻名，是因为在其产赤霉素（GAs）的原因而闻名。 现如今 ，科学家们在许多的生物里面都提取出了赤霉素，提取出的化学物质已经超过了130种，也许在将来还会陆陆续续的提取出更多的类似化学物质。在这么多的化合物中，其中GA3，GA4，GA7以及GA9可用作纯自然的植物激素，可以用来调节植物的发芽，茎叶的延伸，以及花的诱导和种子发育的过程中改变其水解酶的活性^[1]。 正式由于这些特殊的特点和商业的用途价值，在赤霉素的各项研究中投入了大量的人力物力资源用于发展赤霉素的应用的开拓和应用的研究。 随着科技的发展，特别是最近的这10年来，对世界分子生物学的深入研究以及对其进行的广泛普及和使用，赤霉素分子的生物学研究等方面获得了相当大的进步^[2]。

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