亚洲栽培稻和非洲栽培稻（简称“亚非稻”）种间杂种具有强大的杂种优势,但亚非稻种间存在严重的杂种不育,极大限制了远缘杂种优势利用。S1座位是引起亚非稻种间杂种雌雄不育的一个重要位点,但其分子遗传机制还不明确。本课题组前期已经将S1座位精细定位在6号染色体2,170 kb到2,199 kb之间大约29 kb的区域内,但尚未克隆到杂种不育的关键基因。本研究在此基础上,利用CRISPR/Cas9基因功能敲除、基因功能互补、酵母双杂交等技术手段对S1座位定位区间内预测的亚非稻共有等位基因和非洲稻特异基因进行相关研究,克隆了亚非杂种不育的关键基因OgTPR1,锁定了若干个非洲稻特异候选基因。本研究的主要研究结果如下:1)利用CRISPR/Cas9系统对S1座位的2个亚非稻共有等位基因的4种编码基因OsTP1,Os ORF7,OgTPR1,OgORF7进行了功能敲除,获得的突变体ostp1,osorf7,ogtpr1,ogorf7均表现为可育,表明这些基因并不是配子体发育所必须的基因。2)获得的突变体与对应的亲本杂交获得功能敲除突变体的杂种mF₁,只有ogtpr1与RP-s杂交的后代没有出现亚非杂种半不育现象,证实OgTPR1是S1座位种间杂种不育的必须基因,其余3个编码基因均不参与S1座位杂种不育。3)通过功能互补,将OgTPR1导入轮回亲本（recurrent parentcarrying Asian rice S1-sgenotype,RP-s）中,获得功能互补植株RP-s/tOgTPR1,发现OgTPR1单独转化并不能引起RP-s不育,从遗传上证明了RP-s背景里,单独功能互补OgTPR1不能导致S1座位杂种不育。4)进一步把RP-s/tOgTPR1与功能敲除突变体ogtpr1进行杂交,获得的杂种个体又出现了亚非杂种半不育现象,证实tOgTPR1在亚非杂种中能正常发挥功能,结果表明:S1座位介导的杂种不育需要其他非洲稻特异因子的共同参与才能产生杂种不育表型。5)利用CRISPR/Cas9系统对S1座位定位区段内的5个表达的非稻特异基因OgORFa2^a6进行功能敲除,寻找非稻特异参与基因。目前,已证实非稻特异基因OgORFa5不是S1座位杂种不育的必须基因,其他4个功能敲除转化体的表型和功能鉴定有待进一步研究。6)本研究利用酵母双杂交技术分析了OgORFa6与O gTPR1蛋白的互作关系,结果表明,在酵母系统中含有胰蛋白酶类似结构域的OgORFa6不与全长的OgTPR1互作,但能与OgTPR1第二个胰蛋白酶类似结构域发生互作。本研究通过多种实验手段克隆到了S1座位杂种不育的其中一个必需基因OgTPR1,同时为寻找其他参与基因奠定了坚实的基础。