RNA编辑普遍存在于植物线粒体和叶绿体中,通过碱基胞嘧啶（C）到尿嘧啶（U）的转变,参与基因转录后加工过程。PPR蛋白是植物中最大的蛋白家族之一,是RNA编辑的核心组分,在水稻的生长发育与环境适应中发挥重要作用。因此,对PPR基因功能的研究有助于水稻抗旱性的分子机理解析,为后续进一步的节水抗旱稻育种提供新的基因资源。本研究对前期全基因组关联分析（GWAS）定位到的与线粒体基因ccm Fc RNA编辑相关的PPR基因PPR34进行研究。取得主要结果如下:1.PPR34编码一个由8个PPR基序组成的P亚家族的PPR蛋白,该基因在水稻所有组织中均表达,在水稻叶片中表达量最高。亚细胞定位表明,PPR34蛋白同时定位于线粒体和叶绿体,是一个具有双定位的PPR蛋白。2.构建了PPR34基因的CRISPR/Cas9敲除载体,以粳稻日本晴为受体材料进行遗传转化,获得了多个转基因水稻株系。ppr34突变体中由于插入或缺失突变,导致了7个PPR基序缺陷。3.表型试验结果表明,与野生型相比,ppr34突变体种子萌发延迟,芽长和根长显著低于野生型,苗期分蘖数、株高、单株产量、生物量、结实率和百粒重显著降低,说明PPR34突变影响了水稻的生长发育。4.水稻幼苗呼吸作用和叶绿素含量检测表明,ppr34突变体植株耗氧量明显增加,呼吸速率显著高于野生型,而叶绿素含量没有显著差异,说明ppr34突变体表型和线粒体功能有关。5.在细胞色素C生物合成基因ccm Fc中共检测到20个RNA编辑位点,与野生型相比,突变体中ccm Fc-301、ccm Fc-2087和ccm Fc-543等位点的RNA编辑效率显著降低,说明PPR34突变导致线粒体基因ccm Fc中相关位点的RNA编辑效率下降。6.通过转录组测序分析,对比突变体与野生型的基因表达谱,共鉴定出922个差异表达基因,其中包含与赤霉素合成代谢相关的多个基因,如Os GA2ox5,Os GA2ox6和Os GA2ox9等。通过对水稻体内赤霉素含量进行检测,发现ppr34突变体中活性更高的GA4含量显著低于野生型。外源施加GA3发现,ppr34突变体的表型得到一定程度的恢复。说明ppr34突变体萌发延迟与株高变矮的表型是由于GA代谢通路缺陷引起的。7.根尖向重力性和深根比实验结果表明,ppr34突变体根尖向重力性显著降低,但这种向重力性降低与GA缺陷无关。同时,突变体的深根比增加,说明PPR34对水稻避旱性有一定的影响。综上所述,PPR34参与线粒体基因ccm Fc的RNA编辑,影响了水稻呼吸作用,并通过GA代谢通路影响水稻的生长发育,同时非GA依赖的途径影响根向重力性。需进一步研究PPR34通过影响RNA编辑对GA代谢与根尖向重力性产生影响的遗传机制。