非生物胁迫是阻碍作物生长发育、生存繁殖的主要因素之一，选育高抗性品种是降低非生物胁迫对作物危害的最有效途径。因此，如何高效创新高抗性种质资源成为育种家的研究热点。AFP家族基因通过ABA信号途径广泛参与植物非生物胁迫响应，而水稻AFP基因的功能研究较少。因此，分离鉴定水稻AFP逆境响应基因，并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术快速创制抗逆新种质对于水稻抗性改良具有重要意义。
　　本研究利用生物信息学方法对水稻AFP基因进行了全基因组鉴定，并系统分析了AFP家族成员的进化关系、保守性、自然变异和表达模式等；利用CRISPR/Cas9技术对胁迫响应基因AFP1(MODD)进行了定向突变，分析了CRISPR/Cas9技术的编辑效率，afp1突变体的突变类型、遗传特征、脱靶情况及农艺性状等；最后对突变体的耐逆性进行了研究。主要结果如下：
　　(1)从水稻基因组中鉴定到3个AFP基因，OsAFP1和OsAFP2分布在Chr3上，而OsAFP3位于Chr7上。家族成员之间的等电点、疏水性和稳定系数相似，基因结构和基序分布保守性高；AFPs可能起源于单双子叶植物分化之后，片段复制和全基因组复制是AFP扩张的主要方式；AFPs均在生殖生长阶段高表达，其启动子区域含有多种胁迫和激素响应顺式作用原件，且受多种激素和胁迫处理的诱导，表明AFP家族基因可能参与水稻生长发育和多种胁迫抗性的调控；不同品种AFP基因之间存在大量SNP和InDel，有8个有较大可能产生功能差异的自然变异位点，其中3个具有明显的籼粳差异。
　　(2)在AFP1基因5端CDs区域设计两个靶位点，构建了AFP1基因的敲除载体MT-AFP1，并获得12株T0代阳性转基因植株；靶点1和靶点2的编辑效率分别为66.67%和75.00%；突变类型仅有插入和缺失突变，突变长度主要为小片段(＜5bp)，突变位置主要为PAM结构上游第三和第四个碱基之间；创制的突变体是可遗传的，且后代分离符合经典孟德尔遗传；无外源基因的纯合突变体KO1-KO6中的潜在脱靶位点均未出现脱靶现象；表型分析表明，和野生型相比，afp1突变体株高和结实率降低，生育期稍微提前，有效分蘖和穗长显著升高，单株产量呈现不同的变化趋势；此外，afp1突变体中AFP1基因的表达量显著下调，而AFP1抑制基因OsbZIP46表达量显著上调。这些结果表明CRISPR/Cas9技术能够快速精准高效的创制水稻新种质资源。
　　(3)3μMABA处理时，afp1敲除突变体萌发期的种子萌发率显著降低，而幼苗期植株株高和根长显著缩短；干旱处理时，afp1突变体幼苗的存活率显著提高，叶片的水分散失率显著降低；150mM甘露醇处理时，突变体的株高和根长显著高于野生型；而盐胁迫和冷胁迫条件下，突变体和野生型存活率无显著差异；高温胁迫处理后，突变体的绿叶面积和生长状况明显好于野生型；这些结果表明，突变AFP1基因提高了水稻多种非生物胁迫耐逆性。