摘要
淀粉是小麦(Triticum aestivum L.)籽粒中碳水化合物主要的贮藏形式，也是小麦籽粒的主要营养成分。根据淀粉分子结构的差异，淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉，其生物合成受可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)相关基因的影响。其中，直链淀粉在制作特殊食品及制成抗消化能力高的药丸、包衣等方面有巨大应用价值。但生产中缺乏高直链淀粉含量的小麦新品种，常规的杂交育种很难培育出高直链淀粉含量的小麦品种，而基因编辑技术的发展使高直链淀粉小麦品种的快速培育成为可能。 因此，本研究利用不同基因编辑载体对SSIIa和SBEIIa双基因进行编辑，筛选鉴定突变体的编辑情况，以期获得高直链淀粉含量的纯合突变体材料，从而为特殊类型小麦的选育提供种质材料。主要研究结果如下： (1)根据TaSSIIa、TaSBEIIa基因的核苷酸序列，对小麦的SBEIIa基因设计选择了5个sgRNA;对小麦的SSIIa基因设计选择了4个sgRNA。将这些sgRNA用于构建编辑载体，成功构建单基因单靶点重组载体、单基因双靶点重组载体和双基因双靶点重组载体。 (2)以pLGYE-3为骨架载体构建3种双靶点重组载体，使用农杆菌介导法进行小麦幼胚遗传转化。获得36株T0代再生苗，经过转基因检测筛选到17株转基因阳性苗,载体转化效率为47.22%;17株转基因阳性苗有9株存在基因编辑，编辑率52.94%。通过加代培养和测序检测，筛选得到编辑SBEIIa基因的2种纯合双重突变体小麦(AAbbdd),编辑SSIIa基因的2种纯合单突变体小麦(aaBBDD、AAbbDD)。 (3)以pBUE413为骨架载体构建2种双靶点重组载体。通过农杆菌介导法进行小麦幼胚遗传转化后，共获得19株T0代再生苗，经过检测筛选到16株转基因阳性苗，载体转化效率为84.21%；在16株转基因阳性苗中14株存在靶点基因编辑，编辑率87.50%。在T0代编辑苗中多数编辑类型为大片段缺失，少数为碱基缺失或碱基替换。 (4)基于大麦条纹花叶病毒的sgRNA递送系统，构建了3种双靶点重组载体和2种单靶点重组载体。大麦条纹花叶病毒成功侵染了烟草和小麦，获得表现出BSMV侵染症状的小麦，在其叶片中检测到病毒载体的表达。 (5)根据SBEIIa基因和SSIIa基因编辑靶点位置发生的插入或缺失编辑，开发了4个KASP分子标记用于相应基因编辑植株后代基因型的快速通量检测。根据基因分型结果更快速的分析出小麦在靶点位置是否发生基因编辑以及编辑是否纯合。
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