水稻基因RECQ4和FANCM编辑系的获得与鉴定

水稻(Oryza sativa L.)是我国重要的粮食作物之一。减数分裂重组是水稻遗传多样性的重要来源之一。目前水稻品种的遗传重组率较低且基因间存在不利连锁,严重影响水稻育种家对水稻新品种的选育,因此提高水稻重组率将会促进水稻品种改良的进程。基因RECQ4和FANCM都是与水稻重组率相关的基因,本研究以粳稻品种日本晴和籼稻品种黄华占为受体,利用根癌农杆菌介导的两种遗传转化方法,通过基因编辑技术对这两个基因进行了敲除,获得了相应的转基因突变材料。具体结果如下:1.利用pC1300-UBI:Cas9载体对白化基因AL1进行敲除试验,获得7株白化苗。测序发现这些白化苗在目标基因的靶位点处都发生了突变,表明实验体系是可行的。2.利用上述同样的方法,构建了RECQ4/FANCM两基因敲除的TR1载体,并利用传统的农杆菌转化法转化粳稻品种日本晴获得了 42株T0代转基因苗,测序结果表明17株为野生型,25株为基因突变植株。在这些基因突变植株中,RECQ4基因靶位点处发生突变的有20株,其中16株为杂合突变,4株为单碱基突变的纯合植株;FANCM基因靶位点处发生突变的有14株,10株为杂合突变,4株为纯合突变;仅有1株在两个基因的两个靶位点上都是纯合突变的株系。纯合recq4、fancm及rAY-22989作用ecq4/fancm转基因植株比日本晴矮,且纯合双基因突变体花药比日本晴花药细,颜色浅。花粉镜检表明recq4/fancm纯合突变体的花粉育性为78.25%,显著低于受体品medically ill种日本晴的花粉育性(92.31%)。3.以籼稻品种黄华占为受体,利用根癌农杆菌介导的水稻原位转化法处理了 230粒黄华占种子,测序结果表明18株为T0代转基因植株,且都是在RTofacitinibECQ4基因靶位点处发生杂合突变的植株。