【摘 要】
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【目的】稻瘟病是水稻生产上的重要限制因素，挖掘与利用抗病基因是实现水稻高产稳产的重要保障。前期研究发现，稻瘟病抗性相关osa-miR-21可能通过靶向调控多胺氧化酶基因OsPAO4调节水稻稻瘟病抗性，但目前多胺氧化酶（Polyamine Oxidases，PAOs）在水稻抗病中的功能研究尚未见报道。为进一步探究其在水稻抗病中的可能生物学功能，本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对水稻OsPAO
【机 构】
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华南农业大学/国家植物航天育种工程技术研究中心/广东省植物分子育种重点实验室
【基金项目】
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广东省自然科学基金项目（2019A1515011825）； 广东省水稻育种新技术重点实验室2020年开放课题；
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【目的】稻瘟病是水稻生产上的重要限制因素，挖掘与利用抗病基因是实现水稻高产稳产的重要保障。前期研究发现，稻瘟病抗性相关osa-miR-21可能通过靶向调控多胺氧化酶基因OsPAO4调节水稻稻瘟病抗性，但目前多胺氧化酶（Polyamine Oxidases，PAOs）在水稻抗病中的功能研究尚未见报道。为进一步探究其在水稻抗病中的可能生物学功能，本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对水稻OsPAO4基因进行定点编辑并对其后代突变体进行了分析。【方法】本研究在OsPAO4第2外显子处设计了1个20 bp的编辑靶点，将靶点核苷酸片段克隆至pRGEB32载体，获得了OsPAO4编辑载体。随后，利用农杆菌介导法转化水稻Pik-H4 NIL愈伤组织中，经过再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株，并对T0代植株靶位点附近DNA序列进行PCR和测序分析。【结果】结果显示OsPAO4基因被成功编辑，最终获得25个转基因阳性植株，并在T0代产生了多种突变类型：3株纯合突变、18株杂合突变和4株未发生编辑的植株。此外，T0代杂合突变ospao4-8的颖壳颜色由紫色变为深灰色，并且ospao4突变体中过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性有所升高，推测OsPAO4可能参与水稻的基础免疫过程。【结论】本研究创制了多种类型ospao4突变体材料，初步确定OsPAO4可能参与水稻免疫过程的调控，为进一步深入揭示OsPAO4基因的具体生物学功能和分子调控机制奠定了重要基础。
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