CRISPR/Cas9技术编辑MPK7和MPK14基因创制抗穗发芽水稻新种质

摘要

穗发芽对籼稻生产危害严重。编辑休眠调控基因,创制高休眠性新种质,进而提高穗发芽抗性,是探索改良穗发芽抗性的新途径。泰丰B(TB)是籼型优质杂交稻保持系,主要缺点是种子休眠性偏低,易受穗发芽危害。MPK7/14具有抑制粳稻种子休眠作用,尚不清楚是否适用于籼稻品种。本研究利用CRISPR/Cas9技术编辑泰丰B(TB)的MPK7和MPK14基因,通过测序筛选获得纯合变异株系,并利用发芽试验分析变异种子的休眠特性。共获得6个转基因株系,从其后代中筛到2个纯合移码突变株系。纯合变异后代种子休眠性大幅提高,杂合变异后代的休眠性也有明显改善。与泰丰B(TB)相比,变异纯合后代株高、分蘖数、穗粒数差异不显著。综上所述,同时敲除MPK7和MPK14可以提高泰丰B(TB)种子休眠性,抑制穗发芽和解决水稻穗发芽问题。这些结果为进一步解析穗发芽的抗性机制以及探索新的育种改良方法提供了参考。