利用CRISPR-Cas9基因編輯技術定向改良水稻兩個品質性狀.pdf

1、在我國水稻育種中，品質改良已成為了攻關的熱點。在水稻品質性狀中，糯性和香味是水稻的特殊品質，CRISPR/Cas9基因編輯技術的發(fā)展和成熟為糯性和香味的改良提供了高效的技術手段。本研究利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，分別針對雜交水稻親本材料209B和Y58S進行糯性和香味的改良，分別對負調(diào)控直鏈淀粉含量基因Wx和稻米香味基因Badh2進行定點基因編輯，獲得新型的優(yōu)良雜交水稻親本材料。有關研究結果如下:
　　1、水稻材料20

2、9B中的Wx位點進行定點編輯，針對Wx基因選擇合適的靶位點，參與構建sgRNA表達盒，并pYLCRISPR/Cas9載體連接;單靶點載體利用農(nóng)桿菌介導轉化水稻材料209B;對T0、T1代轉化植株定點編輯位置進行PCR檢測和測序分析，分別測定轉化植株精米直鏈淀粉含量，篩選出無外源轉化元件的純合突變體。結果表明，T0代209B突變材料中Wx位點的突變頻率高達66.7％，其中純合缺失突變率表型為直鏈淀粉在4％以下占33.3％;
　　2、

3、水稻材料Y58S中的Badh2位點進行定點編輯，針對Badh2基因選擇合適的靶位點，參與構建sgRNA表達盒與pYLCRISPR/Cas9載體連接;雙靶點載體利用農(nóng)桿菌介導轉化水稻材料Y58S;對T0、T1代轉化植株定點編輯位置進行PCR檢測和測序分析，分別鑒定轉化植株是否含有香味物質，再對T0、T1代突變植株進行遺傳分析，T0代純合突變植株能穩(wěn)定地遺傳給T1代植株中，T0代雙等位突變植株在遺傳過程中符合孟德爾遺傳定律，并且在突變植株遺

4、傳分離過程中可以用瓊脂糖凝膠電泳檢測獲得沒有外源基因元件的T-DNA-free突變體植株。結果表明，T0代Y58S突變材料中Badh2位點的突變頻率高達69.7％，其中純合缺失突變率表型為轉化植株有強烈香味的占31.3％;
　　3、對T1代T-DNA-free純合突變體的調(diào)查分析結果表明:多數(shù)Wx基因突變體能顯著降低直鏈淀粉含量，所獲得的209B水稻T1代純合突變體材料直鏈淀粉含量僅1％，糯性品質優(yōu)良，其他主要農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟性狀與