基于 CRISPR/Cas9 技术对水稻 ALOG 家族成员的基因敲除突变体的构建

ALOG (Arabidopsis LSH1 and Oryza G1)基因家族成员广泛存在陆生植物中，并在其生长发育的过程中起到关键作用。在水稻 ALOG 基因家族中总共有 10 个成员(G1, G1L1~G1L9)，G1、G1L5 和 G1L6 已经被证明是影响水稻花发育的关键基因，然而其余 7 个基因成员的功能还未知。本研究使用 CRISPR/Cas9 基因编辑系统对水稻 ALOG 基因家族功能未知的 7 个成员进行基因敲除，得到它们的突变株系，借此研究它们的基因功能并观察植株表型。在得到的所有 T0 代突变体植株中，G1L1、G1L2、G1L3、G1L8 和 G1L9 经过测序和解码已经检测到各自纯合的突变株，经过对纯合突变株基因型和氨基酸序列的分析发现，它们各自的序列都发生移码并且编码的氨基酸序列都存在不同程度的突变，说明基因敲除成功。通过对 T0 代纯合植株的表型观测，我们在 G1L1 和 G1L2 的纯合突变株中发现了穗发育缺陷的表型，即主穗轴变长，且上面的小穗变少。本研究利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术对水稻 ALOG 基因家族成员进行敲除，为进一步研究水稻发育尤其是水稻花发育调控分子机制提供了重要的遗传材料。