【摘 要】
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水稻是世界上人口碳水化合物的主要膳食来源,稻米中直链淀粉含量(AC)直接影响米饭适口性。直链淀粉的积累与Waxy(LOC＿Os06904200,Wx)基因的表达有关。本研究利用CRISPR/Cas9技术分别对粳稻品种“嘉花1号”Wx基因的编码区和非编码区分别进行编辑,以获得具有不同直链淀粉含量的水稻品种。(1)本研究中成功获得16种Wx基因编辑植株,可分为四种类型等位编辑突变体,编辑位点位于核心启
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水稻是世界上人口碳水化合物的主要膳食来源,稻米中直链淀粉含量(AC)直接影响米饭适口性。直链淀粉的积累与Waxy(LOC＿Os06904200,Wx)基因的表达有关。本研究利用CRISPR/Cas9技术分别对粳稻品种“嘉花1号”Wx基因的编码区和非编码区分别进行编辑,以获得具有不同直链淀粉含量的水稻品种。(1)本研究中成功获得16种Wx基因编辑植株,可分为四种类型等位编辑突变体,编辑位点位于核心启动子区域(wxpr)、5’-UTR区域(wxu)、第二外显子区域(wxe2)和第三外显子区域(wxe3)。(2)对筛选出的Wx等位基因突变体成熟种子淀粉情况观察,第一种类型的编辑植株wxpr-1 AC下降至14.09%;第二种类型的编辑植株wxu-1 AC下降至11.76%,淀粉粒排列松散;第三种类型的编辑植株wxe2-1和第四种类型的编辑植株wxe3-2的AC下降至2%以下。(3)对等位基因突变体灌浆期总淀粉和直链淀粉变化的测定发现,wxpr-1,wxe2-1与wxe3-2的淀粉积累时期没有发生变化,wxu-1的淀粉积累速度相较于“嘉花1号”更加平缓,没有直链淀粉的快速积累时期。(4)对等位基因突变体灌浆期Wx基因的转录水平及成熟后胚乳的淀粉合成相关基因表达情况进行分析,wxpr-1的Wx基因表达出现一定程度的降低,Flo5的表达量增加2倍;wxu-1的Wx基因峰值表达时期后移,Flo5和PUL基因表达量明显增高;wxe2-1与wxe3-2中ALK和SBE3的表达发生明显上调。(5)对等位基因突变体稻米硬度、热冷米饭的硬度以及胶稠度(GC)进行分析可以发现,wxpr-1的硬度没有明显变化,GC小幅度上调;wxu-1的硬度下降,GC没有明显变化;wxe2-1硬度有小幅度上升,GC明显上升;wxe3-2的硬度没有明显变化,GC明显上升。
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