摘要：为建立糯稻品种培育新体系,本试验研究了利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对Waxy(Wx)基因定向突变进而培育糯稻的效果。在Wx基因的第2、第7、第8、第10、第11和12外显子区域设计6个靶位点,构建CRISPR/Cas9基因编辑表达载体,采用农杆菌介导法将基因编辑载体转入粳稻品种哈勃601,获得11~88株转基因再生植株。突变分析表明,转基因株突变率总体偏低(0%~30.77%),仅在第2、第7和第11外显子上发生突变,以1~2 bp的插入缺失为主,都为纯合或双等位突变。5份纯合T2突变体的稻米呈蜡质状,直链淀粉含量为由亲本的15.5%降至2.0%~2.6%,接近或达到糯稻水平,其RVA谱与糯稻对照相仿,淀粉粘滞性较亲本哈勃601显著下降。上述结果表明,通过利用CRISPR/Cas9可对Wx基因进行定向突变从而获得糯性材料,但在利用该技术培育新品种时,需要选择适当的靶位点并培育较多的突变体,才能从中选到符合国家标准的糯稻品种。本研究对利用基因编辑技术培育水稻新品种提供了科学依据。

摘要：单核苷酸变异(SNV)是控制人类疾病和动植物经济性状的遗传基础之一,经济、简便和高效的检测体系可助力遗传病筛查和植物碱基编辑与诱变群体中携带SNV的个体的定向筛选。本研究根据扩增阻滞突变系统PCR(ARMS-PCR)的原理,设计了一种适合在水稻混合样本中筛选特定SNV个体的方法 Pool-ARMS。该方法的要点是:设计聚合酶链式反应(PCR)引物、建立特异性扩增携带SNV片段的PCR程序;分析不同组织和样品混合比例提取DNA的扩增效果;建立筛选特定SNV的Pool-ARMS体系。以控制光周期敏感性雄性不育(PGMS)水稻的两个基因为例,通过优化PCR引物和反应程序,建立了利用叶片和芽鞘组织混样提取DNA检测突变的体系,前者突变检出水平为1∶49,后者为1∶24。利用该技术体系对63份碱基编辑水稻幼苗进行检测,结果与Sanger测序分析一致。本研究建立的Pool-ARMS方法有望应用于包括水稻在内的动植物单碱基编辑群体和理化诱变群体中目标变异的定向筛选。