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水稻是世界上主要的粮食作物,也是基因组研究的模式植物之一。成熟水稻种子的胚乳中,淀粉是主要的储藏物质。人在食用稻米之后,淀粉进入人体,血糖会急剧上升,会对糖尿病患者造成严重的身体负担。因此,关于改变水稻种子中淀粉含量的研究日渐成为科研人员的重要目标。本实验利用CRISPR/Cas9系统对水稻淀粉合成相关的基因进行定点编辑,得到以下结论:1.利用CRISPR/Cas9技术,我们成功地对水稻2个淀粉合成相关的基因SSⅢa(LOC_Os08g09230)以及PPDK(LOC_Os05g33570)进行基因的定点编辑。2.研究得到以下结果:SSⅢa得到3种类型的纯合突变体:(1)两个碱基AG的缺失;(2)一个碱基A的插入;(3)在靶点附近缺失347bp同时插入9bp(TGAGCTAAG)。PPDK得到3种类型的纯合突变体:(1)一个碱基T的插入;(2)三个碱基(GGG)缺失;(3)一个碱基A的缺失。3.对得到的纯合突变体进行转录水平的表达量分析,我们发现突变体编辑基因的表达量都低于野生型粳稻品种(嘉花1号),而与淀粉合成相关的其它基因的表达量则出现不同程度的变化。ppdk突变体的有关淀粉合成的基因表达量存在5-10倍的下调,而ssⅢa突变体的SSⅠ及SSⅡ基因存在上调现象,而其他相关基因表达量降低或没有明显变化。4.对突变体成熟种子横切面进行冷场发射电子扫描显微镜观察,发现ppdk突变体以及ssⅢa-1突变体的淀粉颗粒形态和大小发生了明显的变化,并且千粒重也有了明显的降低。而ssⅢa-2突变体则没有观察到明显变化。5.对突变体进行I-KI染色,发现ppdk突变体较野生型颜色变浅,而ssⅢa突变体的颜色则变化不明显。6.对突变体种子中抗性淀粉含量的检测发现ppdk突变体的变化不明显,而ssⅢa突变体的抗性淀粉含量出现了大幅度提高。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功对水稻淀粉合成相关基因进行了定点编辑,为运用CRISPR/Cas9技术对功能型水稻的研究提供了实验基础。