利用CRIS PR/Cas9技术创制水稻中花11号dwarf1突变体

作     者：冯彦钊 朱庆锋 薛皦 陈沛 于洋 FENG Yanzhao;ZHU Qingfeng;XUE Jiao;CHEN Pei;YU Yang

作者机构：广东省农业科学院农业生物基因研究中心/广东省农作物种质资源保存与利用重点实验室广东广州510640 

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

年 卷 期：2022年第49卷第11期

页      面：110-118页

学科分类：0710[理学-生物学] 1203[管理学-农林经济管理] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：广东省农业科学院新兴团队项目(202131TD) 广东省农业科学院科技人才引进专项(R2021YJ-QG005,R2021YJ-YB3011) 广东省自然科学基金(2021A1515110103) 

主　　题：Gα亚基 水稻 中花11号 突变体 CRISPR-Cas9 

摘      要：【目的】水稻异源三聚体G蛋白α亚基在植物生长与逆境应答中具有重要的生物学功能,在水稻中花11号品种中创制Gα蛋白编码基因DWARF1(D1)的突变体,为水稻功能基因组学研究提供材料。【方法】在中花11号的D1基因座位上设计靶向其外显子的sgRNA序列,构建CRISPR/Cas9载体,转化中花11号胚愈伤组织,经过抗性愈伤组织筛选和诱导分化后,对再生植株进行鉴定。【结果】筛选到3个含有不同编辑形式的d1突变株系,实时荧光定量PCR分析发现,D1 mRNA水平显著降低,表明无义突变介导的D1 mRNA降解过程亦被触发。在3个d1突变株中进一步鉴定到不含潮霉素抗性基因、不含载体骨架的植株,繁育后可以得到无转基因痕迹、稳定遗传的d1敲除植株。对d1突变株的生长、发育情况进行观察发现,中花11号背景下d1突变株显著变矮、穗明显变小,株高和穗长为中花11号野生型的50%~60%。种子变小及变圆,同时,种子长宽比和千粒重降低约40%。【结论】获得有效移码突变的中花11号背景d1突变株系,为进一步研究G蛋白及其相关基因的功能创制遗传材料。