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株高是和水稻产量相关的重要农艺性状之一。野生型香稻丸为高秆粳稻,产量低且易倒伏;一定程度降低株高有利于增强水稻耐肥抗倒的能力,同时,也能降低水稻茎秆的同化作用,更合理的利用光合产物,以增加产量。水稻株高受到多种因素作用,赤霉素是其中之一。SD1基因编码水稻GA20氧化酶,直接参与调控内源赤霉素的生成,突变体sd1会使水稻成半矮化状态。半矮秆突变基因sd1是目前被大量应用的改良水稻株高基因。本研究以香稻丸材料作为转化受体,采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,制备获得SD1敲除的水稻株高降低的株系。得到以下结果:1.利用sgRNA在线设计软件在SD1基因外显子1上设计了一对gRNA,通过与pBWAH-Cas9i载体进行酶连,构建CRISPR/Cas9-gRNA基因编辑载体。经由PCR、TA克隆测序等多种方法验证了重组载体的正确性。2.通过农杆菌侵染水稻胚性愈伤,得到含Cas9/gRNA重组载体的共培养愈伤,并最终取得再生转基因植株。根据PCR和测序结果检测统计突变位点及突变类型。共获得7株sd1基因突变水稻。突变类型主要为靶位点2的PAM区上游第4位碱基G缺失,另有少数突变为靶位点2的PAM区上游第37位的5 bp碱基缺失,有一株突变体为碱基插入突变,在靶位点2的PAM区上游第4位处插入一个碱基A。这几种突变均可引起目的基因SD1的移码突变,使SD1基因编码提前终止,蛋白结构严重受损,植株也表现出明显矮化的表型。3.对56株T1转基因植株进行PCR检测,获得9株无T-DNA片段的植株,其中3株为既无Cas9又无Hyg的植株。对这3株无T-DNA插入序列的植株进行PCR扩增及测序分析,发现,#13.7为杂合植株,编辑位点同亲本一致,为靶位点2的PAM区上游第37位的5 bp碱基缺失;#13.3为杂合植株,但编辑位点与亲本不同,推测可能由于亲本为嵌合体,在生长过程中Cas9蛋白仍能发挥剪切作用;#3.10为纯合株系,编辑位点同母本一致,为靶位点2的PAM区上游第4位碱基G缺失。本研究结果为香稻丸株高改良提供实验基础,也为采用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行植物基因功能研究提供部分研究依据。