锰是水稻生长发育必需的微量元素，OsNRAMP5蛋白是水稻中介导锰与镉离子吸收的主效转运蛋白。前人通过基因编辑获得osnramp5突变系，并发现其稻米镉含量大幅下降的同时，植株锰含量也显著降低，并且在不同遗传背景水稻及不同种植条件下，突变系的农艺性状受影响程度不同。但锰含量的大幅减少对逆境条件下植株生长发育及农艺性状的影响未见报道。本论文分析了苗期水培条件下osnramp5突变系锰积累特性、高温耐性和稻瘟病抗性，低锰和高温环境下osnramp5突变系大田综合农艺性状，取得以下结果。
　　1．通过CRISPR/Cas9技术，获得了粳稻中花11背景下的osnramp5突变系3501和3502，突变位点位于第九外显子并导致蛋白翻译提前终止。脱靶分析显示未发现脱靶事件，设计的靶点特异性高。结合课题组前期工作所得籼稻华占背景下的osnramp5突变系P7和P8，进行锰浓度梯度实验，结果表明华占和中花11突变系在缺锰条件下表型一致，均在0.4μM锰浓度水培条件下水稻长势受到抑制。在过量锰处理下，华占和中花11两个背景的突变系锰浓度大幅提升，OsNRAMP5作为高亲和性锰转运蛋白基因对锰吸收总量的贡献降低。
　　2．正常锰浓度下，两种遗传背景osnramp5突变系对高温的耐受性较野生型均无显著差异，突变系MDA含量以及SOD活性变化均与野生型一致；但低锰浓度条件下，两种背景突变系对高温均更敏感，MDA含量涨幅、SOD活性降幅较野生型变化更大。在正常和较低锰浓度环境下，突变系与野生型的稻瘟病抗性无明显差异。
　　3．在土壤锰含量为312mg/kg的大田条件下，籼稻华占osnramp5突变系的主要农艺性状和米质较野生型均无显著差异，但粳稻中花11osnramp5突变系的千粒重显著降低，垩白粒率和垩白度显著增加。齐穗期和扬花期高温使两种遗传背景osnramp5突变系的每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降。在土壤锰含量为102mg/kg的低锰大田条件下，两种遗传背景osnramp5突变系的有效穗、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降，垩白粒率和垩白度上升。