基于CRISPR/Cas9研究叶形相关基因NRL2对水稻抗旱性的影响

摘要

为了研究水稻叶形相关基因NRL2的功能,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以超级稻品种中嘉早17 (YK17)为背景,对调控水稻叶形相关基因NRL2进行定点编辑,并通过农杆菌介导的方法将其转化到籼稻品种中嘉早17中。通过对34个转基因T0代植株进行测序,结果显示34个转基因植株中有7个纯合突变株系,6株无突变,其余均为杂合突变。其主要分为3种突变方式,分别为T,C,A单核苷酸插入。通过对基因突变后NRL2编码的蛋白序列进行分析发现这3种突变均导致氨基酸序列移码。在VK005-4-1突变体株系中,NRL2的RNA水平极显著下调。干旱处理结果显示,突变体耐旱能力弱于背景亲本中嘉早17,且与耐旱相关基因在突变体中表达量显著低于背景亲本。总之,本研究利用CRISPR/Cas9技术敲除水稻叶形相关基因NRL2,得到的基因敲除株系,其耐旱性显著低于背景亲本中嘉早17,为进一步研究NRL2影响植物耐旱性提供技术支撑。