CRISPR/Cas9编辑Badh2基因改良优质粳稻品种香味性状

摘要

[目的]利用基因编辑技术编辑水稻香味基因,改良优质粳稻香味性状.[方法]构建CRISPR/Cas9-BADH基因编辑载体,转化优质粳稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134,测序鉴定3个优质粳稻品种的香味基因Betaine aldehyde dehydrogenase 2(Badh2)突变体并分析潜在脱靶效应,利用气相色谱-质谱联用技术测定不同遗传背景badh2突变体稻米的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline,2AP)含量.[结果]转化获得的30株T0代中有24株为badh2突变体,其中53.33％ 为杂合型突变,16.67％ 为纯合型突变,10％ 为双等位突变类型.T1代非转基因植株内共鉴定获得7种纯合badh2突变基因型.在5个预测位置上未检测到脱靶事件的发生,说明设计的sgRNA具有高度特异性.所有Badh2移码突变体稻米的2AP含量都达到或高于稻花香的水平,但不同品种来源的badh2突变体间2AP含量差异极显著.[结论]本研究提供了一个能够高效诱导水稻Badh2突变的CRISPR/Cas9定向编辑靶点,改良了生产上大面积推广的3个优质水稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134的香味性状,发现了不同遗传背景的水稻badh2突变体间2AP含量差异显著,为基于定向编辑Badh2基因的方法培育适合生产应用的香稻品种、提高育种效率提供科学依据.