利用CRISPR/Cas9基因編輯技術定向改良水稻稻瘟病抗性水稻作為世界上食用人口最多的農作物,其產量每年都會因稻瘟病的流行而減產。目前,控制稻瘟病爆發(fā)的有效策略就是使用抗性品種。近年來,CRISPR/Cas9基因編輯技術的誕生解決了傳統(tǒng)育種過程中育種年限及連鎖累贅等問題,為作物遺傳改良提供了新的育種平臺。本研究利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對水稻Pita,Pi21和ERF922稻瘟病相關基因進行定點編輯,以期獲得能夠穩(wěn)定遺傳的抗抗稻瘟病水稻材料。本研究主要結果如下:1.Pi21基因是在隱性狀態(tài)下發(fā)揮對稻瘟病菌的抗性,而ERF922則負調控稻瘟病菌的抗性,Pita對稻瘟病的抗感差異是由于第918位氨基酸位點的變化而引起。我們選擇3個基因的第一外顯子靠近ATG附近的序列作為靶序列構建共編輯載體pC1300-2×35S::Cas9-g^Pita-g^Pi21-g^ERF922,用農桿菌轉化長粒粳稻恢復系L1014。在T₀代轉基因陽性株中,Pita,Pi21和ERF922三個基因發(fā)生突變的頻率分別為75%,85%和75%,Pita發(fā)生突變的基因型多為雙等位突變（47.1%）,其次,純合基因型的頻率為41.2%,無雜合基因型的出現(xiàn),但有2株陽性苗在Pita靶點處未發(fā)生突變（11.7%）,在基因突變類型中有73.5%是堿基的插入,14.7%為堿基的缺失,有11.8%的頻率是堿基未發(fā)生改變;Pi21突變基因型的情況與Pita類似,雙等位突變頻率為58.8%,其次純合基因型頻率為35.3%,而雜合基因型頻率為5.9%,但基因突變類型以堿基缺失為主,頻率高達85.3%,另外,有8.8%、2.9%和2.9%分別為堿基插入、替換和無突變的類型;ERF922的突變類型較為豐富,包括堿基的插入、缺失、替換及替換缺失同時發(fā)生這四種類型,其中堿基缺失頻率最大（50%）。通過農桿菌將Pita、Pi21和ERF922三基因共轉化長粒粳稻恢復系L1014,隨著Pi21和ERF922的突變Pita往往也發(fā)生突變,三基因的誘導事件趨向于同時發(fā)生突變,因此,該轉化實驗中只出現(xiàn)Pi21的單突基因型和Pita、Pi21和ERF922的三突基因型。通過對T₁代分離群體的篩選,得到了2種Pi21單基因突變和1種PitaPi21和ERF922三基因突變不含T-DNA成分的純合突變株系,并以此分別構建3個T₂代純合突變系群體（D2101、D2102和D0301）。2.對三種純合突變株系的苗期進行稻瘟菌接種鑒定,并在接種后0h、12h、24h分別取樣。結果表明,純合突變株系的抗性相比于野生有顯著的提高。對接種后的純合株系和野生型的防衛(wèi)相關基因的表達量進行分析,相較于野生型,突變株系增強了水楊酸,茉莉酸和乙烯的信號轉導途徑相關基因的表達,因此,我們推測這些防御相關基因的高表達增強了突變株系對稻瘟病的抗性。同時對純合突變株系的主要農藝性狀進行考察,其株高、劍葉長、劍葉寬、穗長、有效穗數、每穗粒數、結實率及千粒重與野生型