摘要:水稻SLR1基因编码DELLA蛋白(具有DELLA氨基酸基序的蛋白质),其功能丧失突变通过抑制植物生长而使植物矮化。我们利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术在水稻中靶向突变DELLA/TVHYNP结构域,生成具有半显性矮化表型的slr1-d突变体。在31株转基因植株中获得了16个遗传编辑株系。深度测序结果表明,突变体在SLR1基因的TVHYNP结构域靶位点有6种不同的突变类型。同源编辑植株在T1代中选择了没有通过分离转录的T-DNA(T-DNA)的个体。slr1-d7和slr1-d8植株导致对赤霉素(GA)不敏感的矮化表型,叶片皱缩,节间缩短。通过 RNA-seq 进行的全基因组基因表达分析表明,在编辑的突变体植物中,两个与 GA 相关的基因 GA 20 OX 2(赤霉素氧化酶)和 GA 3 OX 2 的表达水平有所增加,这表明 GA 20 OX 2 充当了 GA 12 信号的转换器。这些突变体植物需要改变 GA 反应,至少部分是由于植物激素信号系统过程的缺陷,并阻止了细胞伸长。新的突变体,即 slr1-d7 和 slr1-d8 系,是有价值的半显性矮化等位基因,具有利用 CRISPR / Cas9 系统在水稻中进行分子育种的潜在应用价值。
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