利用CRISPR/Cas9技术编辑水稻ROP基因OsRac5

OsRac5基因属于水稻小G蛋白ROP家族。该基因参与了水稻的育性调节，但是OsRac5在水稻生长发育中的作用尚不清楚。为鉴定该基因的功能，本文采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术，构建了该基因的双靶标载体Cas9-OsRac5，并对水稻进行了遗传转化。对转基因水稻的筛选和分子鉴定显示，在T1代获得了10个纯合突变株系。序列分析显示，在OsRac5编辑水稻中，该基因编码区发生了碱基缺失或/和插入，导致预期产生的不同类型OsRac5截短蛋白均丧失小G蛋白的保守结构域。对抽穗期OsRac5编辑水稻的表型进行统计学分析，结果显示，OsRac5编辑水稻与对照在剑叶角度以及剑叶净光合速率上存在极显著差异，其中OsRac5编辑水稻剑叶角度增大67%，剑叶净光合速率减小32.7%。本研究结果提示，OsRac5基因通过调控剑叶角度，影响水稻光合效率，与水稻生长发育密切相关