通过CRISPR/Cas9技术靶向编辑SSSⅡb基因改良稻米品质

[目的]本文旨在利用基因编辑技术,降低水稻直链淀粉含量,改善稻米食味品质特性,以培育直链淀粉含量降低的优质育种材料。[方法]利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,下调水稻品种‘宁粳4号’淀粉合成基因(SSSⅡb)的表达,对转基因家系进行目标基因的分子鉴定和主要农艺性状、生理生化指标的测定,选出目标育种材料。[结果]对淀粉合酶基因SSSⅡb进行多靶点编辑,得到3个目标基因敲除的转基因家系,分别为SSS2-Q、SSS2-Z和SSS2-H家系。与‘宁粳4号’相比,SSS2-Q家系直链淀粉含量显著下降,支链淀粉的中等链长减少,胶稠度、热浆黏度和冷浆黏度等指标均优于‘宁粳4号’,品质指标达到预期目标;但每穗实粒数和结实率降低,粒长增加。而在SSS2-Z与SSS2-H家系中,品质指标没有实现预期目标。RT-qPCR分析发现,SSS2-Q家系中SSSⅡb基因表达下调,其他淀粉合成相关基因表达也发生变化。[结论]采用CRISPR/Cas9技术,靶向编辑‘宁粳4号’中SSSⅡb基因,降低SSS2-Q家系直链淀粉含量,品质指标得到改善,为优质食味转基因水稻新品种培育提供新种质。