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高产糯细胞质雄性不育水稻的选育利用CRISPR/Cas9基因对Wx和TGW6进行诱变及花药蛋白质组学分析( Development of High Yielding Glutinous Cytoplasmic Male Sterile Rice (Oryza sativa L.) Lines through CRISPR/Cas9 Based Mutagenesis of Wx and TGW6 and Proteomic Analysis of Anther )
Y Han D Luo B Usman G Nawaz Zhao, Neng Liu, Fang R Li
发展高产、适口的糯稻是亚洲育种和悠久文化交流的重要目标。本研究利用CRISPR/Cas9技术，在一个保持系中对决定千粒重(GW)和直链淀粉含量(AC)的主效基因TGW6和Wx进行了编辑。在PYLCRISPR/Cas9PubI-H载体上组装4个靶点，经农杆菌介导转化获得T0突变株，突变频率为90%，纯合突变率为28%，每个靶点的3个最可能位点均无脱靶效应，突变株系中靶基因表达量显著降低(P<0.01),GW和胶稠度(GC)升高，AC和糊化温度(GT)显著降低，籽粒外观不透明，淀粉含量(SC)等农艺性状无变化。突变是可遗传的，部分T1代植株被重新编辑，但T2代完全稳定。花粉育性随机分布，突变保持系与细胞质雄性不育系209A杂交，回交后在BC2F1获得2个糯性不育系。从不育系和保持系花药中鉴定出的蛋白质与转录、代谢、信号转导和蛋白质生物合成密切相关。认为线粒体NAD+依赖的苹果酸酶在两个不育系中缺乏，导致花粉不育，而认为乙酰辅酶A合成酶和异淀粉酶的升高可能与不育系和直链淀粉含量有密切关系。高产糯性不育系将有利于杂交稻的选育，研究与雄性不育相关的蛋白质将有助于深入了解花药发育过程中复杂的代谢网络。
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