水稻多胺氧化酶基因(OsPAO4)CRISPR/Cas9编辑突变体的创制

作     者：林春姿 黄其伟 侯艳 高上 韩志开 韦淡虹 陈淳 王加峰 LIN Chunzi;HUANG Qiwei;HOU Yan;GAO Shang;HAN Zhikai;WEI Danhong;CHEN Chun;WANG Jiafeng

作者机构：华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心/广东省植物分子育种重点实验室广东广州510642 

基　　金：广东省自然科学基金项目(2019A1515011825) 广东省水稻育种新技术重点实验室2020年开放课题 

出 版 物：《广东农业科学》 (Guangdong Agricultural Sciences)

年 卷 期：2023年第50卷第3期

页      码：1-10页

摘      要：【目的】稻瘟病是水稻生产上的重要限制因素,挖掘与利用抗病基因是实现水稻高产稳产的重要保障。前期研究发现,稻瘟病抗性相关osa-miR-21可能通过靶向调控多胺氧化酶基因OsPAO4调节水稻稻瘟病抗性,但目前多胺氧化酶(Polyamine oxidases,PAOs)在水稻抗病中的功能研究尚未见报道。为进一步探究其在水稻抗病中的可能生物学功能,本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对水稻OsPAO4基因进行定点编辑并对其后代突变体进行分析。【方法】在OsPAO4第2外显子处设计了1个20 bp的编辑靶点,将靶点核苷酸片段克隆至pRGEB32载体,获得OsPAO4编辑载体。随后,利用农杆菌介导法转化水稻Pik-H4 NIL愈伤组织中,经过再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株,并对T_(0)代植株靶位点附近DNA序列进行PCR和测序分析。【结果】OsPAO4基因被成功编辑,最终获得25个转基因阳性植株,并在T_(0)代产生多种突变类型:3株纯合突变、18株杂合突变和4株未发生编辑的植株。此外,T_(0)代杂合突变ospao4-8的颖壳颜色由紫色变为深灰色,且ospao4突变体中过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性有所升高,推测OsPAO4可能参与水稻的基础免疫过程。【结论】创制了多种类型ospao4突变体材料,初步确定OsPAO4可能参与水稻免疫过程的调控,为进一步深入揭示OsPAO4基因的具体生物学功能和分子调控机制奠定了重要基础。

主 题 词：水稻 OsPAO4 CRISPR/Cas9 基因编辑 多胺氧化酶 

学科分类：09[农学] 0901[农学-植物生产类] 

D　O　I：10.16768/j.issn.1004-874X.2023.03.001

馆 藏 号：203121245...