水稻株型、抽穗期和产量等是由多基因控制的复杂数量性状。科学家们经过长期努力,已经成功克隆了数百个控制产量、抽穗期和株高的基因,但这些基因在控制产量、抽穗期和株高时的协调作用机制尚不清楚。前人通常利用不同单片段替换系杂交的方法实现目的基因的聚合,并将包含目的基因的聚合系作为遗传材料来研究非等位基因遗传互作及其分子机制。该方法不仅工作量大且所需年限长,严重阻碍了非等位基因遗传互作的研究。CRISPR/Cas9基因编辑技术的诞生,使得我们可以对已知基因进行编辑,产生新的等位基因组合。本课题工作中,我们构建了14个与产量、抽穗期和株高相关基因(包括Hd3a、Sd1、Gn1a、OsMADS51、Ghd7、Ghd8、TAC1、Hd1、GW6a、Nal1、Ehd1、OsPRR37、DEP1、GNP1)的CRISPR/Cas9单基因敲除载体并分别转化至黄华占、Kasalath、楚粳37三个水稻品种中,获得了相应的基因编辑纯合突变体。同时,我们还对控制相同农艺性状的基因进行两两组合,构建36个双基因敲除载体并分别转化至黄华占、Kasalath、楚粳37三个背景中。本课题中构建了144个水稻重要QTL CRISPR/Cas9基因编辑独立株系且均获得了转基因阳性植株,在这些植株中,相应的基因编辑材料与野生型植株相比,均发生了碱基的插入或缺失,导致基因功能丧失,表型发生变化。如在长日照条件下黄华占材料中OsPRR37基因发生突变后,抽穗期与野生型植株相比提前了27天,这与前人的研究结果相似,表明在该突变体材料中OsPRR37已成功被敲除。本课题中构建的水稻重要QTL CRISPR/Cas9基因编辑群体,有助于我们在同一背景下进行非等位基因的遗传互作分析,促进复杂数量性状的遗传解析。