原标题：【综述】我国植物基因编辑最新研究进展（2021年7月）

李兆伟1孙聪颖1零东兰1曾慧玲1张晓妹1范凯2林文雄1

1. 福建农林大学生命科学学院/福建省农业生态过程与安全监控重点实验室2. 福建农林大学农学院/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室

探究OsARF7基因在水稻生长发育中的生物学功能及其对水稻农艺性状影响。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，在粳稻中花11背景下对OsARF7进行定向编辑，获得OsARF7基因突变植株，并考察其农艺性状变化。【结果】获得22株T0代转基因株系，经PCR扩增潮霉素基因鉴定出20株阳性植株。提取T2代转基因植株的基因组DNA，通过对OsARF7的2个编辑位点区域DNA片段进行PCR扩增及测序分析，筛选到15种突变类型的纯合基因型植株，基因表达分析显示，osarf7突变体的OsARF7和生长素转运关键基因OsPIN1b、OsPIN2和OsLAX2的表达量均显著低于野生型。田间调查发现，与野生型相比，osarf7突变体的分蘖成穗率显著降低，其中分蘖数比野生型增多的osarf7突变体，其有效穗数基本保持不变，而分蘖数与野生型相近的osarf7突变体，则有效穗数少于野生型，最终表现为无效分蘖明显增多，分蘖成穗率降低。【结论】OsARF7基因与生长素调控水稻分蘖发生相关，并影响分蘖芽的生长发育及成穗，OsARF7基因突变会导致迟发分蘖芽不能正常发育成穗，粳稻OsARF7突变体的创建对揭示OsARF7基因生理功能和探索生长素促控水稻分蘖发生与成穗机理等具有积极意义。

湖南农业大学农学院/水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室

水稻粒形为多基因控制的复杂数量性状，同时影响稻谷产量和稻米外观及碾磨品质，挖掘水稻粒形相关基因并解析其遗传机制，对于水稻高产和优质品种选育具有重要意义。【方法】本研究以前期利用大粒籼稻品种特大籼（TDX）为供体亲本、小粒粳稻品种日本晴（Nipponbare，NPB）为轮回亲本获得的一个大粒近等基因系，在水稻2号染色体上初定位粒形调控基因GS2.2（grain size 2.2）的基础上，对GS2.2基因进行了进行精细定位和候选功能基因的克隆鉴定。【结果】结果表明，利用BC4F2群体中2887份极小粒单株及该群体中70份基因型杂合的大粒单株自交获得的BC4F3群体，将GS2.2基因精细定位在2M-7-1与2M-9之间的160.6kb的区间内，该区间编码18个基因开放阅读框（ORF1-18）。测序发现ORF18基因在大粒近等基因系与小粒日本晴等位基因间存在5个SNP差异，ORF18编码一个生长素调控因子蛋白OsGRF4。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大粒近等基因系中ORF18进行敲除，发现ORF18敲除株系粒长变小，证实ORF18是GS2.2的功能基因。进一步对ORF18大粒近等基因系和基因编辑敲除株系进行稻瘟菌室内离体和病圃接种鉴定，发现ORF18大粒近等基因系稻瘟病抗性增强，而基因编辑敲除株系稻瘟病抗性减弱，表明ORF18正调控水稻稻瘟病抗性。【结论】本研究发现的生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性，为协调水稻高产和抗性育种提供了重要的基因资源。

广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室

摘要：穗发芽对籼稻生产危害严重。编辑休眠调控基因，创制高休眠性新种质，进而提高穗发芽抗性，是探索改良穗发芽抗性的新途径。泰丰B（TB）是籼型优质杂交稻保持系，主要缺点是种子休眠性偏低，易受穗发芽危害。MPK7/14具有抑制粳稻种子休眠作用，尚不清楚是否适用于籼稻品种。本研究利用CRISPR/Cas9 技术编辑TB 的MPK7和MPK14基因，通过测序筛选获得纯合突变株系，并利用发芽实验分析基因编辑种子的休眠特性。共获得6个转基因株系，从其后代中筛到2个纯合移码突变株系。纯合突变后代种子休眠性大幅提高，杂合突变后代的休眠性也有明显改善。与TB相比，突变纯合后代株高、分蘖数、穗粒数差异不显著。综上所述，同时敲除MPK7和MPK14可以提高TB种子休眠性，抑制穗发芽和解决水稻穗发芽问题。这些结果为进一步解析穗发芽的抗性机制以及探索新的育种改良方法提供了参考。

中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室

摘要：CRISPR/Cas系统作为一种新兴的基因编辑系统,以其简单、高效、特异性高等特点已广泛应用于植物功能基因组研究和品种改良。在本文中,首先,我们系统总结了CRISPR/Cas技术及其衍生技术在植物中的开发和优化;其次,重点介绍了基于基因组编辑技术的水稻种质和品种改良的最新进展,并描述了基于基因编辑技术的水稻育种新策略,这是传统育种很难实现的;最后,还讨论了基因编辑技术在未来作物和粮食生产中所要面对的挑战。返回搜狐，查看更多

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