利用CRISPR/Cas9技术创制广亲和水稻温敏雄性不育系

作者：段敏; 谢留杰; 高秀莹; 唐海娟; 黄善军; 潘晓飚^*

来源：中国水稻科学, 2023, 37(03): 233-243.

DOI：10.16819/j.1001-7216.2023.221006

• CRISPR/Cas9
• 水稻
• 幼穗分化敏感期
• 自交结实
• 育性转换温度

【目的】为突破传统杂交转育方法对水稻两系不育系选育的限制，利用CRISPR/Cas9技术对籼型恢复系台恢31的温敏雄性核不育基因TMS5进行编辑，以获得全新水稻温敏雄性不育系。【方法】选择水稻温敏不育基因TMS5第1外显子的2段序列作为靶点，构建双靶点pHUE411-TMS5-gRNA载体，通过农杆菌侵染获得116株T0代转基因植株。【结果】经鉴定获得3种类型纯合突变体tms5-1、tms5-2和tms5-3，每一种突变均导致TMS5氨基酸序列的缺失。分期播种试验结果显示，幼穗分化敏感期温度为27℃时，tms5-1和tms5-3自交结实率分别为0.56%、0.03%，表现为高度不育，而tms5-2则完全不育。与野生型台恢31相比，不育系TB52S(即tms5-2)单株穗数增多，穗长变短，株高及每穗总粒数相较WT均下降25%，花药发白瘦小，无花粉粒充实，柱头、颖壳没有显著差异。TB52S幼穗分化4期时进行温度处理，确认TB52S的育性转换温度为26℃。TB52S分别与籼、粳型恢复系配组，F1的结实率超过90%。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对籼型恢复系台恢31的温敏雄性核不育基因TMS5进行编辑，获得能够稳定遗传的水稻广亲和温敏雄性不育系TB52S，为两系不育系选育提供新的技术支撑。

• 单位
  南京农业大学