【摘 要】
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抽穗期是水稻（Oryza sativa L.）重要的农艺性状,决定了水稻品种的地区和生长季节的适应性。Ehd1是水稻特有的抽穗期关键基因,整合了不同的上游信号,促进下游成花素基因Hd3a和RFT1表达,直接影响抽穗期。前期工作中,在粳稻Dongjin（DJ）和中花11（ZH11）中过量表达Ehd1,获得了OE-Ehd1（DJ）材料,及转基因沉默材料PD（DJ）与PZ（ZH11）。表型观察表明转基因
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抽穗期是水稻（Oryza sativa L.）重要的农艺性状,决定了水稻品种的地区和生长季节的适应性。Ehd1是水稻特有的抽穗期关键基因,整合了不同的上游信号,促进下游成花素基因Hd3a和RFT1表达,直接影响抽穗期。前期工作中,在粳稻Dongjin（DJ）和中花11（ZH11）中过量表达Ehd1,获得了OE-Ehd1（DJ）材料,及转基因沉默材料PD（DJ）与PZ（ZH11）。表型观察表明转基因沉默材料延迟抽穗,农艺性状优于野生型,过表达材料则相反,说明改变Ehd1的表达水平能够影响农艺性状。Ehd1作为抽穗核心转录激活因子,如果直接编辑Ehd1的外显子区域,会使得基因丧失功能,从而出现极端表型,不利于育种应用。本研究采取编辑Ehd1基因启动子调控区的策略,能够获得多种不同的Ehd1表达量突变体,从中筛选最优的等位变异材料,增加水稻地区适应性,达到水稻品种改良的目的。为了获得更多不同抽穗期和农艺性状的材料,本研究利用CRISPR/Cas9系统引发DNA修复过程中的非同源末端连接和微同源序列介导的末端连接两种途径,构建了4个Ehd1启动子编辑载体,通过遗传转化,已获得多种启动子变异突变体。本研究利用以上材料通过转录组测序和分析,筛选到了除成花素基因Hd3a和RFT1之外的13个Ehd1下游靶基因,候选靶基因参与到了抗逆、代谢等多种生物学过程,为进一步研究Ehd1基因功能,完善抽穗网络提供了方向和基因资源。为了研究Ehd1下游靶基因功能,本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对筛选并验证过的基因进行敲除,已经获得部分Ehd1单突,候选基因单突以及Ehd1和候选基因双突的突变体。综上,本研究通过编辑水稻核心转录因子Ehd1的启动子来微调Ehd1基因的表达量,从而筛选最优的抽穗突变体,为扩展水稻地区适应性,改良水稻抽穗期提供了一种新的思路。此外,本研究筛选得到13个Ehd1下游靶基因,为深入研究Ehd1调控水稻抽穗的遗传网络奠定了坚定的基础。
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