油菜是世界上重要的油料作物。在油菜成熟收获时因角果开裂通常会造成大约20%-50%的种子产量损失,因此提高角果的抗裂性能是油菜育种的重要目标之一。借鉴拟南芥等模式植物的相关研究基础,我们对油菜中的BnaIND、BnaALC、BnaCEL6和BnaMAN7等抗裂候选基因开展了功能研究。利用CRISPR/Cas9技术分别创建它们的敲除突变体;在此基础上,鉴定它们在油菜角果开裂中的功能,并初步评价重要抗裂角材料的应用前景。主要研究结果如下:1.对甘蓝型油菜中的BnaIND、BnaALC、BnaCEL6和BnaMAN7等基因进行了克隆和基因序列分析,它们分别在甘蓝型油菜中都含有2个拷贝,与拟南芥的同源基因具有高度序列相似性。其中,BnaIND的两个同源拷贝与各自来源的二倍体物种中的同源基因在编码区高度保守,同时在它们的启动子的400bp重要调控区存在序列多态性。BnaALC的两个同源拷贝的蛋白序列有80.00%的相似度,其bHLH结构域相似度高达96.50%。BnaCEL6的两个同源拷贝都含有三个蛋白活性位点;其中BnaC01.CEL6蛋白缺少信号肽。BnaMAN7的两个同源拷贝蛋白序列相似性为96.60%,其纤维素酶保守区域的相似度为98.90%。2.针对4个抗裂候选基因的编码区分别设计了一个CRISPR/Cas9载体。其中BnaIND和BnaALC的编辑载体各包含4个靶点,BnaCEL6和BnaMAN7的编辑载体各包含2个靶点。利用农杆菌介导的下胚轴遗传转化法转化J9707,分获得了 221（BnaIND）、206（BnaALC）、164（BnaCEL6）和 52（BnaMAN7）株编辑载体的再生苗。阳性鉴定结果表明它们的阳性率分别为80.48%、76.58%、90.56%和90.38%;编辑鉴定结果表明它们的编辑效率依次为4.90%、20.40%、37.80%和31.91%。3.对BnaIND和BnaALC突变体的T2代角果进行表型观察,结果显示BnaIND双纯合突变体角果未形成明显的开裂区。成熟角果的抗裂系数测定结果表明BnaIND的双突变体和BnaA03.IAD单拷贝纯合突变体的抗裂性能较野生型显著增强;而BnaC03.IND单拷贝纯合突变体和BnaALC双纯合突变体的抗裂系数与野生型无显著差异。因此,BnaIND是参与油菜角果抗裂的重要功能基因,而BnaALC基因可能不参与油菜角果的开裂调控。BnaCEL6和BnaMAN7分别获得了T1代和T0代的突变体材料,还有待进行角果抗裂表型的观察与测定。4.半薄切片和间苯三酚染色结果显示BnaIND的双突变体在角果边缘未形成木质化细胞层和分裂区域的小细胞,导致分离层不能形成;BnA03.IND突变体角果中,瓣膜和胎座框通过位于瓣膜边缘的木质桥被牢牢固定。这些因素可能是造成突变体角果抗裂性能增强的主要细胞学原因。5.利用qRT-PCR对基因BnaIND的组织表达特异性进行了分析,结果发现两个同源拷贝都主要在角果皮中表达,且在开花后34d的角果皮中表达水平最高。在角果皮发育过程中BnaA03.IND的表达水平显著高于BnaC03.IND,这与两个基因单突变体的抗裂表型一致。这些结果表明BnaA03.IND在增强角果抗裂性能方面贡献大于BnaC03.IND,表明两个同源拷贝在油菜角果开裂过程中发生了一定的功能分化。6.对BnaIND突变体的T3代的角果长、花期、分枝数和株高等主要农艺学性状进行了初步考察,结果表明BnaIND的双突变体和BnaC03.IND拷贝纯合突变体的角果长比野生型短;BnaIND的双突变体和BnaA03.IND拷贝纯合突变体的初花期和中花期较野生型有所提前,分枝数和株高等性状与野生型相当。这些结果表明BnaIND的突变可能会对角果长和花期产生一定影响,对分枝数和株高没有影响。综上所述,本研究利用CRISPR/Cas9技术在甘蓝型油菜中创建了BnaIND、BnaALC、BnaCEL6和BnaMAN7等抗裂角候选基因的突变体材料,初步明确了BnaIND是参与油菜抗裂的重要基因,同时发现它的两个同源拷贝在油菜角果开裂过程中发生了功能分化。该研究为进一步揭示油菜角果抗裂的分子机理奠定了坚实的基础,也为油菜的高产育种提供了优异的种质资源。