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隆科638S（LK638S）属中籼型温敏核不育系,其育性稳定、配合力强,但LK638S抗病性水平较弱,影响杂交水稻组合的推广和应用。已有研究表明Bsr-d1、Pi21和Os ERF922的功能缺失可以增强抗病性,因此本研究拟利用CRISPR/Cas9基因编辑技术突变LK638S的Bsr-d1、Pi21和Os ERF92基因,改良LK638S的抗病性。主要研究结果如下:（1）本试验设计了由水稻U3启动子驱动、长20bp的guide RNA（g RNA）靶点,分别靶向编辑Bsr-d1第1、Pi21第2和Os ERF922第1外显子,构建单基因和三基因编辑载体。在T0代阳性转基因植株中,Bsr-d1、Pi21和Os ERF922的单基因编辑位点的突变率分别为82%、68%和73%,其中纯合突变分别有7株、15株和8株,纯合突变率分别为25%、33%和24%;Bsr-d1、Pi21和Os ERF922三基因都为纯合突变有3株。T1代不含Cas9转基因元件的单株突变类型与T0代一致。（2）自然病圃鉴定结果表明,单基因纯合突变株系bsr-d1-9、bsr-d1-12、pi21-1、pi21-2、erf922-1、erf922-2和三基因纯合突变株系bsr-d1pi21erf922-1、bsr-d1pi21erf922-2的稻瘟病病斑面积与LK638S相比显著降低,并且erf922突变体和三基因缺失突变体病斑面积比bsr-d1和pi21突变体显著减少。人工接种稻瘟病菌株试验结果表明与LK638S相比,突变体株系的病斑面积显著减少,并且erf922-1和bsr-d1pi21erf922-1突变体的病斑面积显著低于bsr-d1-9和pi21-1,与自然病圃鉴定结果一致。（3）突变体bsr-d1-9和bsr-d1-12中过氧化氢酶基因LOC＿Os01g73170、LOC＿Os05g04470和LOC＿Os10g39170的表达量显著降低,H2O2的含量显著增加。接种稻瘟病菌后突变体中SA和JA信号通路中防御相关基因在接种稻瘟病菌种24h后的表达水平显著高于LK638S。（4）此外,本研究还利用6个白叶枯病菌株鉴定突变体对白叶枯病的抗性。与LK638S相比,pi21-1对Fu J、PXO99、PXO61和PXO71四个生理小种抗性显著增强;erf922-1对Fu J、PXO86、PXO61和PXO71四个生理小种抗性显著增强;bsr-d1-9对六个生理小种抗性均无显著变化。我们推测LK638S背景下敲除Pi21或Os ERF922基因可以提高LK638S对白叶枯病的抗性。基因表达分析显示接种白叶枯病菌72h后,pi21-1和erf922-1中SA和JA信号通路防御相关基因Os PR1a、Os PR1b、Os WRKY45和Os PR4表达均显著上调。这说明敲除Pi21或Os ERF922增强了LK638S对白叶枯病的抗性,这可能与SA和JA信号通路相关防卫基因的激活有关。（5）对LK638S与突变体的农艺性状考察结果显示,三基因敲出突变体bsr-d1pi21erf922-1的株高和分蘖数显著低于LK638S,穗长和穗粒数无显著差异。单基因敲除突变体bsr-d1-9、pi21-1和erf922-1的株高、分蘖、穗长和穗粒数与LK638S相比差异不显著。