【摘 要】
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水稻抽穗期直接影响水稻光合效率和地区适应性,进而影响水稻的产量和品质。抽穗期的调控有利于优良种质的种植面积和优势种质资源的交流。借助基因编辑技术的优势,相对系统的研究抽穗期调控通路各位点的表型效应,发掘新的控制水稻抽穗期的基因,创制优异水稻种质,具有重要的理论意义和应用价值。1、水稻抽穗期相关基因突变体库的建立及抽穗差异考察:本研究以秀水134为材料,对30个水稻抽穗调控通路相关基因进行编辑,获得
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水稻抽穗期直接影响水稻光合效率和地区适应性,进而影响水稻的产量和品质。抽穗期的调控有利于优良种质的种植面积和优势种质资源的交流。借助基因编辑技术的优势,相对系统的研究抽穗期调控通路各位点的表型效应,发掘新的控制水稻抽穗期的基因,创制优异水稻种质,具有重要的理论意义和应用价值。1、水稻抽穗期相关基因突变体库的建立及抽穗差异考察:本研究以秀水134为材料,对30个水稻抽穗调控通路相关基因进行编辑,获得各基因突变材料,创制了整个调控通路的突变体库。并系统考察长日照短日照下各基因突变材料的抽穗变化,初步筛选出了可以有利于南稻北种的基因位点,各突变体的对抽穗延迟的贡献值从大到小依次是:ehd2（+nd）>sdg723（+36d）>osmads50（+30d）>oself3（+29d）>ehd3（+21d）>ehd1（+18d）>osfd1（+16d）>hd3a（+14d）>ehd4（+7d）>osfkf1（+3d）,同时筛选获得促进开花的基因位点,ghd7（-20d）>ghd8（-13d）>hd16（-6d）,这些基因的突变可为跨纬度水稻种质资源的引种育种实践的候选靶点。2、抽穗期基因OsbZIP74功能初步研究:W2897是一个在自然短日照条件下的海南和较长日照条件下的福州分别晚抽穗28和17天的晚花突变体。我们构建了该特别材料与9311的F2群体。通过BSA定位克隆到晚花突变体W2897的致变基因osbzip 74。发现该基因相比野生型在跨膜结构移处存在44个碱基的缺失,通过互补实验能够回复抽穗表型。突变位置处的定点编辑能延迟水稻抽穗。进一步表达水平检测发现该基因在叶片高表达且具有日节律特性。长短日照条件下主要通过直接影响Hd3a的表达,而不影响其他上游基因的表达。亚细胞定位表明基因突变之后由细胞膜细胞核定位变为细胞核定位。转录组结果表明,该突变基因的定位变化影响了膜上一系列具有转运相关功能基因的表达,这与该基因的定位变化证据相吻合。这些结果表明该基因是一个潜在由于定位变化而影响抽穗的抽穗期基因。3、基因组编辑创制优质水稻新材料:我国水稻育种已经由产量育种到现在更加注重品质的育种。本研究重点关注水稻色,香,味重要品质性状的基因编辑而且快速的获得了目的表型的有效改良。把优质白米改良成花青素含量显著提高的优质红米,改良材料的原花色素和主要花青素比野生型分别提高5和18倍。获得的香米其2AP浓度达到0.12ng/mg,是是野生型的18倍左右,甚至比阳性对照NX32还要高3倍多（0.0366ng/mg）;最后我们通过编辑也获得直链淀粉含量达到国标级的糯米新材料。
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