利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻粒长和穗粒数性状

摘要 【目的】基因组定点编辑技术已成为分子育种的重要手段。本研究拟对GS3和Gn1a功能缺失突变对目标性状的改良效应进行分析，以期为培育高产水稻提供理论基础。【方法】利用CRISPR/Cas9系统，以控制粒型基因GS3和控制每穗粒数基因Gn1a为编辑对象，构建了共敲除载体pC1300-2×35S::Cas9-gGS3-gGn1a，用农杆菌介导法转化4个优质水稻品种，分析了基因突变的特征和相应农艺性状。【结果】构建的敲除载体成功地实现了对GS3和Gn1a基因的定点编辑。在4个转化受体的T0代均分别获得了gs3和gs3gn1a的移码突变体。对T1代中无选择标记突变体的农艺性状分析表明，突变体 gs3和gs3gn1a与野生型相比粒长变长，千粒重增加；突变体gs3gn1a与突变体 gs3相比，每穗粒数显著增加。【结论】利用CRISPR/Cas9系统进行水稻基因编辑可以快速改良品种的目标性状，在水稻品种的定向改良方面具有巨大的潜力