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利用CRISPR/Cas9敲除OsNramp5基因創制低鎘秈稻
關鍵詞：秈稻 鎘 基因編輯 育種
摘要：【目的】為了嘗試快速培育低鎘秈稻,【方法】選取廣泛應用的雜交水稻親本華占和五豐B以及常規品種五山絲苗和中早35為材料,通過CRISPR/Cas9技術創制OsNramp5基因突變株系,在鎘污染及正常土壤中種植并測定突變株系籽粒(糙米)鎘含量,其他相關元素含量亦同時在鎘污染土壤種植條件下測定,在非鎘污染土壤種植條件下考查OsNramp5基因敲除對農藝性狀的影響【。結果】成功獲得了前述品種的Os Nramp5基因敲除株系;非鎘污染條件下種植的4個品種OsNramp5基因敲除株系籽粒鎘含量低于0.02 mg/kg,平均較野生型降低85.5%;而在鎘污染土壤種植時,不同品種OsNramp5基因敲除株系籽粒鎘含量低于0.1 mg/kg,平均比野生型降低94.8%;錳含量也降低52.7%,鉻含量增加59.5%,鉛含量在華占中增加79.1%,而在其他品種中無變化;銅、鐵、鋅、鈣、硒和砷含量(后4種元素只在華占及衍生品系中檢測)受影響較小或不受影響;OsNramp5基因敲除株系株高、結實率和千粒重較野生型小幅降低,而有效分蘗略微增加,產量平均減少6.9%。【結論】通過OsNramp5基因敲除,可以顯著降低鎘積累,但在某些種植條件下,代價為小幅產量損失;通過本研究獲得的低鎘OsNramp5基因敲除品系在鎘污染地區具有較好利用潛力。
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