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通过CRISPR/Cas9技术靶向编辑SSSIIb基因改良稻米品质

2020-06-04分类号:S511

【作者】蔡梦颖  张平  宋炜涵  余江峰  郝栖贤  王平  刘世家  王益华  江玲  万建民  
【部门】南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏省植物基因工程技术研究中心  中国农业科学院作物科学研究所  
【摘要】[目的] 本文旨在利用基因编辑技术,降低水稻直链淀粉含量,改善稻米食味品质特性,以培育直链淀粉含量降低的优质育种材料。[方法] 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,下调水稻品种‘宁粳4号’淀粉合酶基因(SSSIIb)的表达,对转基因家系进行目标基因的分子鉴定和主要农艺性状、生理生化指标的测定,选出目标育种材料。[结果] 对淀粉合酶基因SSSIIb进行多靶位点编辑,得到3个目标基因敲除的转基因家系,分别为SSS2-Q、SSS2-Z和SSS2-H家系。与‘宁粳4号’相比,SSS2-Q家系直链淀粉含量显著下降,支链淀粉链长分布呈现中等链长减少,而胶稠度和热浆黏度、冷浆黏度等指标均优于‘宁粳4号’,品质指标达到预期目标,但每穗实粒数和结实率降低,粒长增加。而在SSS2-Z与SSS2-H家系中,品质指标没有实现预期目标。RT-qPCR分析发现,SSS2-Q家系中SSSIIb基因表达下调,其他淀粉合成相关基因表达出现变化。[结论] 通过CRISPR/Cas9技术,靶向编辑了‘宁粳4号’中SSSIIb基因,降低了SSS2-Q家系直链淀粉含量,品质指标得到改善,为优质食味转基因水稻新品种培育提供新种质。
【关键词】水稻  直链淀粉  CRISPR/Cas9基因编辑技术  淀粉合酶
【基金】国家转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08001006)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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