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水稻（Oryza sativa L.）是重要的粮食作物之一，其抽穗期是影响水稻种植和生产的重要因素之一，它决定着水稻品种种植的生态区域和季节适应性。水稻抽穗期是由多种基因控制的数量性状，受到水稻本身的遗传因素以及环境因子的共同影响。Hd1是水稻抽穗期基因之一，是拟南芥CO的同源基因。与拟南芥中CO基因促进开花的作用不同，水稻中的Hd1基因具有双重作用:在短日照条件下促进抽穗，长日照条件下延迟抽穗。CRISPR/Cas系统是近年来新的基因组编辑技术，是利用RNA引导Cas9蛋白核酸酶在特定的基因组位点上进行切割和修饰。与ZFN、TALEN这两种基因组编辑技术相比，CRISPR/Cas系统的操作性更高，突变效率更高，而且容易在第一代得到纯合的突变体，理论上可在不同的基因位点同时引入多个突变。CRISPR/Cas9系统是组分较简单的、目前研究的最深入的TypeⅡ型CRISPR/Cas系统。本实验通过构建Hd1的CRISPR/Cas9敲除载体，导入特早熟粳稻品种Kitaake、籼稻品种珍汕97以获得hd1突变体。CRISPR/Cas9的效果是由测序检测转基因植株Hd1基因是否突变，突变方式以及田间突变体植株抽穗期的早晚鉴定。 本实验利用改造好的CRISPR/Cas9载体敲除水稻的Hd1基因。通过农杆菌介导的遗传转化方法将构建好的pCAMBIA1300∷Hd1sgRNA∷Cas9表达载体转入水稻受体材料Kitaake、珍汕97中，获得新的hd1突变体植株。具体研究结果如下: 1.为了保证CRISPR/Cas9敲除Hd1靶位点的特异性，根据Gramene网站上公布的粳稻、籼稻的Hd1基因的序列与Kitaake、珍汕97中Hd1测序序列比对分析，我们在Hd1基因的第一个外显子上设计了一个CRISPR/Cas9靶位点:一个含有ApaLI酶切位点、符合CRISPR/Cas9系统的sgRNA引物。 2.将设计好的Hd1sgRNA引物退火形成双链后连入CRISPR/Cas9载体。再将Hd1sgRNA∷Cas9连入表达载体pCAMBLA1300。利用农杆菌介导的遗传转化方法将构建好的pCAMBIA1300∷Hd1sgRNA∷Cas9表达载体转入水稻受体材料Kitaake、珍汕97的愈伤组织中，经潮霉素的抗性筛选与分化，最终获得Kitaake背景的127株再生转基因植株。 3.利用PCR技术扩增潮霉素基因片段。对再生转基因植株进行潮霉素阳性鉴定，获得了24株含有潮霉素阳性转基因植株。 4.确定发生突变的转基因植株。在潮霉素阳性转基因植株中，使用PCR扩增含有CRISPR/Cas9靶位点的Hd1片段;然后利用ApaLI酶切扩增产物，标记产物未能被酶切的单株（即突变单株）;然后将这些标记单株的扩增产物连入pEasy-Blunt载体进行单克隆测序。在24株T0代潮霉素阳性植株中找到3株hd1突变单株。 5.3株hd1突变体植株的突变方式表明:这些植株在Hd1基因的CRISPR靶位点有碱基的插入、缺失，替换。一株(Plant1-4)是杂合型，其突变方式是有一个碱基的替换。另外两株(Plant2-7、Plant4-4)都是嵌合体，并且它们的突变方式都是一样的:包含两种突变方式，一种是靶位点插入3个碱基;另外一种是靶位点缺失52个碱基。 6.田间观察hd1突变体植株的抽穗期:与野生型Kitaake抽穗期相比，Plant1-4没有明显差异;Plant2-7、Plant4-4抽穗期较晚。