利用CRISPR-Cas9技術編輯Badh2基因創制優質香型秈稻三系不育系

韋新宇 曾躍輝 楊旺興 肖長春 候新坡 黃建鴻 鄒文廣 許旭明,*

利用CRISPR-Cas9技術編輯基因創制優質香型秈稻三系不育系

韋新宇1,3,**曾躍輝1,3,**楊旺興2,3肖長春1,3候新坡2,3黃建鴻1,3鄒文廣2,3許旭明2,3,*

1三明市農業科學研究院生物技術研究所, 福建三明 365500;2三明市農業科學研究院水稻研究所, 福建三明 365500;3福建省(山區)作物遺傳改良與創新利用重點實驗室, 福建三明 365500

稻米香味是水稻的重要食味品質之一, 其主要受第8染色體上編碼甜菜堿脫氫酶基因控制, 該基因突變可導致香味物質2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的含量增加從而促進香味的產生。本研究以三明市農業科學研究院自主選育的優質秈型雜交稻保持系明太B為受體, 利用CRISPR-Cas9技術對其基因進行編輯和敲除。獲得2個T0代轉基因純合突變體植株并對其衍生的48個T1代單株進行鑒定和分析, 獲得1個不含轉基因載體骨架且在第2外顯子插入單個堿基T的純合突變體株系明太B-。利用半定量PCR和qRT-PCR技術以及氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)檢測基因相對表達量和2-AP含量; 同時采用農業行業標準(NY/T 1433-2014)推薦的48對水稻SSR引物進行指紋圖譜分析。結果表明, 該株系基因RNA表達水平顯著下調; 籽粒中香味物質2-AP的含量顯著增加; 指紋圖譜分析發現, 僅1對引物Rm571在野生型和突變體之間鑒定到等位變異, 兩組材料遺傳差異較小。此外, 本研究還對野生型和突變體T2代植株表型性狀、稻米蒸煮食味品質和外觀品質指標進行了考察和測定分析。結果表明, 所有指標在兩組材料間均無顯著差異?！?br>