利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制新型水稻温敏雄性核不育系

为迅速获得优良的温敏雄性核不育(TGMS)系，本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对一份优良的水稻品系GXU41的TMS5基因上2个靶点进行编辑，对编辑植株进行靶点突变检测，筛选无外源DNA的编辑TGMS系，并进行育性转换、农艺性状和米质分析评价。结果共获得12株T0代转基因阳性植株，其中靶点1和靶点2的纯合突变率分别为50%和58.4%，一个或两个靶点为纯合突变占83.3%，双纯合突变率达到25%，在T1代中筛选到无外源DNA的TGMS系。与野生型相比，编辑获得的TGMS系GXU41-5S随着温度升高小穗育性和花粉育性逐渐降低，在24℃时均表现完全不育；由于不育效应，GXU41-5S的株高增长和有效穗数增加显著，且GXU41-5S全部米质指标达到优质一等大米的标准要求。本研究证明了CRISPR/Cas9基因编辑系统是快速获得TGMS系有效途径，所创制的TGMS系对选育两系杂交水稻品种具有重要应用价值。