向小利 , 蒲志刚 , 王兰英 , 王平 , 胡彬华^*

四川省农业科学院生物技术核技术研究所, 成都, 610061
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2022 年, 第 20卷, 第 19 篇   
收稿日期: 2022年04月06日    接受日期: 2022年04月15日    发表日期: 2023年03月03日

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颖壳颜色在杂交水稻色选机械化制种上具有重要的应用价值。水稻红褐色颖壳基因 RBH1 是一个编码肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenases 2, CAD2)的基因，是木质素合成途径的关键酶，其功能突变会产生红褐色颖壳表型。为了研究红褐色颖壳突变材料在色选机械化制种中的应用价值，本研究采用CRISPR/Cas9 技术敲除了籼稻骨干恢复系‘R498’中的 RBH1 基因，获得了多种不同突变方式的敲除突变材料，所有纯合突变株系的茎秆和颖壳都表现为红褐色，选取其中 3 种突变方式(KO1~KO3)进行进一步研究。相比于野生型‘R498’，敲除植株 KO3 叶片和茎秆中木质素含量显著下降，纤维素和半纤维素显著升高。农艺性状调查结果发现，无转基因成分的 3 个敲除突变株系(KO1~KO3)的株高、穗长、结实率、粒长和千粒重比‘R498’显著降低，但是‘R498’和敲除突变体分别与三系不育系双 1A 的杂交组合 F₁ 的农艺性状无显著差异。虽然敲除突变体自身的多数农艺性状变差，但不影响杂交组合的农艺性状及产量。因此，利用基因编辑技术敲除恢复系材料中的 RBH1 基因产生的红褐色表型，可以运用于杂交水稻色选机械化制种。

水稻(Oryza sativa)；肉桂醇脱氢酶；基因编辑；红褐色颖壳