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水稻雄性不育系在水稻杂种优势利用上起决定性作用。大量的雄性核不育由于无法保持而不能在生产上利用。本研究参考美国杜邦先锋公司发明的SPT技术设计了一套水稻新型雄性不育系统。该系统由不育系和保持系两部分构成,保持系含有不育系对应的野生型育性基因,花粉致死基因以及除草剂选择标记基因。该保持系由于携带花粉致死基因不产生转基因花粉,与不育系杂交收获的是不含有转基因成分的不育系,保持系自交产生后代一半含有转基因成分一半不含有转基因成分。本论文为创制该系统开展了以下工作:1、从明恢86转基因后代中鉴定了一份水稻雄性不育突变体w908,在前期基因定位基础上,通过基因组及cDNA测序,确定该突变体的产生是一个控制雄性育性的关键基因PTC1发生了突变,其第1内含子的右边界发生突变,导致PTC1基因剪切方式发生改变。2、通过TALENs技术定向突变水稻雄性育性基因PTC1及TDR创制不育系。其中针对PTC1基因的一个位点设计并构建了 TALENs植物表达载体,并由农杆菌EHA105介导转化了以明恢86、日本晴和秀水134为背景的愈伤材料,分别获得了 40、30和33棵苗,通过PCR扩增载体基因,检测到20棵转基因植株,但对预计突变区进行测序发现这20棵植株均未突变。针对TDR基因的两个位点设计并构建了 TALENs植物表达载体,由农杆菌菌株EHA105介导转化了以秀水134为背景的愈伤材料,其中靶位点TALEN-TDR-1获得了 59棵苗,载体基因PCR检测到15棵转基因苗,对预计突变区进行测序未发现突变体;另一靶位点TALEN-TDR-2获得101棵苗,PCR扩增载体基因发现43棵转基因苗,对预计突变区测序发现突变体2棵。3、利用CRISPR/Cas9技术定点突变PTC1和TDR和基因创制不育系。PTC1基因设计2个靶位点,TDR基因设计3个靶位点。构建相应的CRISPR/Cas9植物表达载体,并由农杆菌菌株LBA4404介导转化日本晴。PTC1的2个靶位点的转基因植株中均检测到插入或缺失突变;TDR基因的靶位点没有突变。4、保持系创制载体的构建。构建了含有野生型PTC1基因以及花粉致死基因的植物表达载体,还需要在后续的实验中加入筛选标记基因,该载体的构建为人工不育系系统的完成奠定了基础。