利用CRISPR/Cas9技术改良三系杂交稻恢复系外观品质

摘要：

[目的]通过CRISPR/Cas9技术同时编辑多个粒型基因,获得粒长增加、粒宽降低的理想粒型,快速提高三系杂交稻恢复系的外观品质,为三系杂交稻提供优良亲本材料.[方法]利用CRISPR/Cas9技术在恢复系桂恢582(GH582)中同时敲除粒型基因GS3、GW8和TGW3,在T2 代选择突变位点纯合无标记基因且符合预期目标的单株鉴定为新恢复系,并对新恢复系进行主要农艺性状及透明度、垩白度、垩白粒率等米质相关性状分析.[结果]对恢复系GH582多个不同粒型突变单株的3个突变基因位点进行测序分析,获得4 种突变类型:GW8tgw3GS3、GW8TGW3gs3、gw8TGW3gs3和gw8tgw3gs3.结合粒型分析显示gs3和tgw3基因的单独突变均显著增加了籽粒长(P＜0.05,下同);籽粒宽的显著下降主要来自gw8基因突变;三者同时突变(gw8tgw3gs3)使得籽粒长增加的叠加效应明显.选择3基因位点突变体(gw8tgw3gs3)鉴定为新恢复系GH582E.农艺性状分析结果显示,GH582E相较GH582,籽粒长由8.62 mm增加至10.21 mm,增加18.4％;籽粒宽度由2.82 mm下降至2.45 mm,下降13.1％,其他农艺性状无显著变化(P＞0.05).米质分析结果显示,由于GH582E米粒长增加,米粒宽降低,使得透明度升高,垩白粒率和垩白度极显著下降(P＜0.01),外观品质得到提升.[结论]通过CRISPR/Cas9技术改良粒型可快速提升水稻恢复系的外观品质,促进现有资源的有效利用,提高杂交稻亲本的育种效率.

关键词：粒型、CRISPR/Cas9、恢复系、外观品质

所属期刊栏目：36

分类号：S511(禾谷类作物)

资助基金：国家自然科学基金;国家水稻产业技术体系项目;广西科技重大专项

在线出版日期：2023-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1835-1842