高等植物细胞器RNA会发生C-U的编辑,这种转录后调控方式在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。线粒体是具有独立基因组的细胞器,为细胞的生命活动提供大部分的能量。线粒体RNA编辑与植物的胞质雄性不育、种子的发育以及对非生物逆境的抗性等相关。PLS型PPR蛋白在线粒体RNA编辑中发挥着不可或缺的作用。PPR蛋白能够与RNA上特定的碱基结合,并且与MORF、ORRM等反式作用因子形成编辑复合体,将胞嘧啶转变为尿嘧啶,但其具体的作用机制并不清楚。本课题通过STS-PCRseq得到300份水稻核心种质资源的线粒体RNA编辑效率,利用全基因组关联分析鉴定和挖掘与线粒体RNA编辑相关基因,再进一步用CRISPR/CAS-9材料进行验证。我们的研究主要结果如下:1、我们建立了一套基于高通量测序的STS-PCRseq检测方法,可以对水稻线粒体327个编辑位点的效率进行检测。我们以300份水稻核心种质资源的幼穗作为实验材料,并随机挑选了一些编辑位点,与一代测序的检测结果对比,同时也与MRMS检测的结果对比,结果表明STS-PCRseq方法与RT-PCR直接测序的结果基本一致,与MRMS的结果高度相关。2、对Minghui63、Zhenshan97、Shanyou63三个水稻品种不同发育时期穗的线粒体编辑效率进行分析,结果显示穗在P5期与P2、P3、P4三个时期差异较大,与核表达基因的PCA类似。PCA结果显示Shanyou63的线粒体编辑与Zhenshan97更为相似。3、聚类分析254个水稻核心种质资源的189个线粒体编辑位点,发现在不同的种质资源中线粒体编辑效率存在差异,但是这种差异并不体现在籼粳亚群之间。聚类分析ccm B转录本上的37个编辑位点,发现编辑位点ccm B-154的编辑效率在所有的种质资源中都比较高,该位点编辑会使转录本上编码新的终止子,产生截短的多肽。而另一个编辑位点ccm B-87在所有种质资源中的编辑效率较低,该位点发生无义编辑。另外,还找到了ccm B上5个在水稻中未报道过的编辑位点。4、以线粒体编辑效率为表型,通过全基因组关联分析找到了53个与线粒体编辑相关的ppr基因,另外还有21个编辑位点的曼哈顿图上有峰值,但在其显著SNP上下游附近未找到ppr类候选基因,因此我们怀疑可能是其它类蛋白还参与了线粒体RNA编辑这一过程。在此基础上,我们通过CAS-9水稻突变体材料鉴定了其中2个ppr基因的功能。该研究为阐明细胞器RNA编辑的机制,构建RNA编辑调控网络奠定基础,也可为培育优质水稻品种提供理论指导和技术支持。