摘要
水稻是我国的主要粮食作物之一。随着生活水平的提高，人们对稻米品质的要求越来越高，在外观上南方居民偏爱长粒形稻米。汉粳2号为通过湖北省审定的常规粳稻品种，具有稻瘟病抗性好、产量高、生育期短的优点，但其米粒长宽比为1.8,且垩白度7.4％未达到优质稻标准，外观品质亟待改良。本研究针对汉粳2号外观品质中粒形和垩白度两个性状进行定向改良，以期获得粒形加长和垩白度降低的新种质资源。具体结果如下: 1.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，在水稻品种汉粳2号中对决定粒形的3个负调控基因进行敲除，获得2种类型4株粒形变长的纯合植株，创制了长粒形粳稻种质资源。其中对GS9基因进行敲除后，T0代获得11株编辑成功植株，2株为纯合体，T1代粒形分析表明GS9缺失导致粒长变大、粒宽缩小，长宽比由对照的1.82增加到2.25;对同源基因PPKL1、PPKL3双靶标同时敲除，T0代获得9株双突变体，其中2株为纯合植株，T1代对谷粒外观品质检测表明长宽比增大到2.05。 2.在水稻品种汉粳2号中对影响粒形的正调控基因GS2基因进行编辑后T0代获得15株突变植株。测序结果表明获得碱基插入和缺失4种编辑类型，但变化碱基数都不是3的倍数，虽然能够破坏miRNA396对GS2基因的结合抑制作用，但破坏了该基因的正常功能，没有获得GS2基因功能增强的材料。 3.通过汉粳2号与垩白度较低的国标一级水稻品种秀水09的杂交，结合其他农艺性状选择，在F3代获得农艺性状与汉粳2号相似且垩白度降低株系，其中单株H3019-1垩白度为5.41,达到优质稻谷国家标准，创制了低垩白度种质资源。 4.对6个汉粳2号为母本的杂交组合F1代进行花药培养，其中5个组合诱导出愈伤组织，并成功获得再生植株，为后续利用花药培养技术加快改良汉粳2号品质奠定基础。 综上所述，本研究通过基因编辑技术获得粒形变长的粳稻遗传材料，通过常规杂交筛选出低垩白度单株，扩充了粳稻资源，为改良汉粳2号品质奠定了遗传基础。
NETL