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两系杂交水稻育种因具有高产潜力而越来越受欢迎,两系杂交育种需要利用雄性不育亲本来产生F1代种子。本文通过利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除温敏核基因TMS5,诱导产生雄性不育系(TGMS)。以籼稻品种中嘉早17(栽培品种,YK17)为背景,分别获得两种去除T-DNA残留的雄性不育突变体(tms5-1和tms5-2),分别命名为YK17S1和YK17S2。贮藏脂质是维持种子贮藏物质结构的重要组成成分,对稻米品质及口感有重要价值。利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,在粳稻品种中花11(栽培品种,ZH11)的背景下,编辑假定的脂质转运蛋白OsLTPL164,获得突变株系cr-ltp164。主要研究结果如下:1.在正常季节生长下的两种突变体(tms5-1和tms5-2)均表现为花粉完全不育,而它们的营养生长和花器官形态和对照品种YK17一致,均表现正常。对这两种突变体进行人工授粉,能够获得具有活力的种子,表明其雌配子体不受TMS5功能丧失的影响。2.当在低温(22℃)下生长时,两种突变体均产生有活力的花粉,并能自交成功得到种子,但是在24和26℃的温度下,它们的花粉是不育的,并且自交无法得到种子。其花粉不育行为与典型的雄性不育系一致。3.新型雄性不育突变体家系在两系杂交水稻育种系统中表现出良好的配合力。利用tms5-1分别与三种不同恢复系杂交产生的F1代,其在产量及相关性状方面均显著优于两个亲本。4.OsLTPL164在发育中的种子中大量表达,敲除突变体株系cr-ltp164表达量显著低于野生型。转基因植物组织GUS活性分析证实OsLTPL164主要在发育种子的表达。与野生型相比,cr-ltp164株系表现出小粒,千粒重降低,胚乳出现较高程度的垩白,这表明OsLTPL164的功能可能是种子特异性的。5.与野生型相比,cr-ltp164株系中脂质和脂肪酸含量大量减少。cr-ltp164株系种子中脂质积累量较少,表明OsLTPL164可以作为脂质转运蛋白起作用。同时发现cr-ltp164株系的种子发芽率低于野生型,这可能是由于脂质含量下降造成的。