摘要
糯稻，是水稻的自然粘性变种，籽粒外观呈乳白不透明状，胚乳所含淀粉以支链淀粉为主，含极少或不含直链淀粉。糯稻不但具有丰富的食用价值，还在食品加工、医疗及工业等领域扮演着重要角色。黑龙江省位于我国东北部，土地资源丰富，但种植的多为粳稻，糯稻资源稀少。目前基因组编辑技术已成为分子育种的重要手段，CRISPR/Cas9技术应用广泛，糯稻形成机制的研究也较为清楚。为促进黑龙江优质水稻选育，本研究运用CRISPR/Cas9技术定向编辑调控水稻糯性的Oswaxy（LOC_Os06g04200）基因，以粳稻“0667”品系为实验材料，以pYLCRISPR/Cas9-MH为质粒载体，构建基因编辑载体，利用农杆菌介导法转化优质粳稻品系“0667”，得到Oswaxy基因突变株，选育出无外源基因的纯合突变株系，使粳稻“0667”品系的直链淀粉含量显著下降，主要研究结果如下： 共获得了23个T0代转化株，经酶切检测共有12株为编辑植株，测序结果表明均为杂合体。检测T1代72株水稻样本中有15株为Transgen-free植株，测序结果表明4株为纯合突变体，分别编号为wx-1、wx-2、wx-3和wx-4。野生型Wx基因产物有609aa，在突变类型wx-1中，ORF第274、275位的AT被TA替换，导致琥珀突变发生，蛋白质翻译提早终止于第91位的谷氨酸；在突变类型wx-2中，ORF缺失了第275位的T，移码突变导致氨基酸编码错误并且提早终止于第120位的色氨酸；在突变类型wx-3中，ORF缺失了第276位的G，移码突变导致氨基酸编码错误并且提早终止于第120位的色氨酸；在突变类型wx-4中，ORF缺失了第275-277位的TGG，只是在局部蛋白质翻译过程中使得92、93位的蛋氨酸和丙氨酸被苏氨酸取代，并未发生移码突变，推测突变类型wx-4极有可能无突变效应。通过对T2代3个水稻外观品质测定，发现它们的突变株系的表型是糯稻，直链淀粉含量测定表明3个突变株系均不含有直链淀粉，达到糯性水稻标准。可见，CRISPR/Cas9技术能够实现对水稻目标性状的快速改造，为育种提供了新的思路和方法。本文工作为中国北方糯稻品种培育丰富了资源储备。
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