利用基因组编辑技术定点突变IPA1基因创制水稻新株型材料

[目的]水稻株型改良是提高水稻产量的一个有效途径.水稻理想株型基因IPA1是一个调控水稻株型的关键基因,利用基因组编辑技术(TALENs技术)定点突变水稻IPA1基因,了解IPA1基因不同序列变异的株型效应,为进一步利用IPA1基因创制实用型水稻新株型材料奠定基础.[方法]利用TALENs技术定点突变优良恢复系明恢86的IPA1基因,通过测序鉴定突变体,种植于标准小区,调查分析其株型相关性状.[结果]利用TALENs技术获得了8种不同序列突变的水稻ipa1突变体,并通过转基因植株自交结合PCR分析筛选到去除了TALENs表达框,获得4种不含外源转基因成分的纯合突变体材料(IPA1基因表达区分别缺失2、4、16、23 bp).表型分析发现,IPA1基因突变能够显著改变水稻的株高、有效穗数、穗长及穗粒数等性状.与野生型比较,缺失移码突变体株高降低7.9％～11.4％,有效穗数增加46.9％～68.4％,穗长短24.2％～29.3％,穗粒数减少31％～34％,结实率和千粒重差异不明显.[结论]利用TALENs技术定点突变水稻IPA1基因能够明显改变水稻株高、有效穗数、穗长及穗粒数等主要性状,产生水稻新株型.