摘要：靖西香糯是广西著名地方水稻品种,米饭水晶状、糯性强、香味浓、食味优,是优质糯稻的极品,主要缺点是高秆易倒伏,产量较低。为改良靖西香糯株高特性以及保持该品种的传统风味,本研究运用CRISPRCas9技术定向编辑调控水稻株高的SD1基因,在外显子区内设计了两个打靶效率高的靶序列,将这2个靶序列组装到PYLCRISPR/Cas9-MH上,通过农杆菌介导法转化靖西香糯,得到了株高显著变矮的半矮秆突变株系。结果表明,T0代共获得24株SD1突变株,转化植株突变率为85.7%,其中2个靶点同时突变频率占总突变的58.3%,双靶点纯合突变高达42.8%,其中3株(12.5%)是T-DNA-free纯合突变植株。利用T0代双靶点纯合突变T-DNA-free植株种子种植的T1代,检测到16个T-DNA-free植株,其中11个为半矮秆植株。结果还表明,在SD1基因第一外显子内单个碱基的替换或双等位的突变并没有对株高产生较大的影响,而第一外显子双位点缺失突变产生大片段缺失可导致内源GA水平显著降低,进而显著降低了株高。本研究为培育矮秆香糯水稻新品系提供了帮助,表明CRISPR-Cas9应用可高效地定向改良水稻品种,研究结果也为应用现代生物育种技术更好地利用传统资源提供了一个范例。

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