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DNA甲基化是植物生长发育过程中的重要表观遗传修饰形式,调控基因组稳定性和功能可逆性。对拟南芥的研究表明,由DNA去甲基化酶基因调控的甲基化水平在植物抗病防卫中具有重要作用,但有关调控机制还有待深入研究。细菌性条斑病(简称细条病)是水稻的检疫性病害。水稻的细条病抗性属于水平抗性,目前对其抗性机理还知之甚少。本研究从DNA甲基化角度出发,探索水稻去甲基化酶基因OsRos1在细条病抗性中的调控作用,以期加深对水稻细条病抗性遗传基础的了解,为深入研究OsRos1对细条病抗性的调控机制奠定基础。主要结果如下:(1)基于水稻公共数据库资源,利用生物信息学方法分析了OsRos1基因家族,发现其4个同源基因(OsRos1a,OsRos1b,OsRos1c和OsRos1d)都含有DNA糖基化酶结构域和4Fe-4Se结构域,均参与基因表达的表观遗传调控的生物学过程,在水稻幼苗、叶、花和种子中均有表达,其中OsRos1a和OsRos1c在水稻叶片中的表达较高,OsRos1b在叶片中表达量较低,而OsRos1d几乎不表达。(2)利用qRT-PCR分析了OsRos1基因家族对细条病菌侵染的表达响应,结果发现,除了OsRos1d表达量极低,未能检测出信号之外,OsRos1a、OsRos1b和OsRos1c均表现出不同程度的响应,其中OsRos1a和OsRos1c在接种3h时表达量明显上升,暗示这两个基因可能与细条病抗性有关。(3)以粳稻品种日本晴为材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsRos1a和OsRos1c基因进行了敲除,分别获得29和25株转化阳性苗。测序显示分别有8株Osros1a突变体和7株Osros1c突变体,其中各有2株和3株为纯合突变。(4)Osros1a突变体营养生长正常,但表现不育,不能正常结实,因而突变位点未能遗传给后代。Osros1c突变体能正常结实,但株高变矮,分蘖数增多,说明该基因对株高和分蘖分别起正向和负向的调控作用。(5)对Osros1c突变体进行细条病抗性鉴定,发现其抗性比野生型降低。该结果暗示,水稻该基因对细条病抗性起正调控作用,其介导的去甲基化与细条病的抗性紧密相关。(6)基因组甲基化水平的MSAP分析发现,在细条病菌侵染12h时,Osros1c突变体的基因组甲基化水平与野生型相近,但是发生了部分去甲基化和甲基化变化,推测OsRos1c基因的突变仅改变特异位点的甲基化状态。