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香蕉(Musa spp.)是一种重要的粮食作物和经济作物,还是一种富含营养的水果,深受各年龄段的人喜爱。近年来,随着香蕉枯萎病、台风、寒害等生物胁迫和非生物胁迫对香蕉产业威胁的加剧,迫切需要培育抗逆优质香蕉新品种。2012年,香蕉A基因组序列测定的完成,为香蕉基因组功能研究和培育出香蕉新种质奠定了重要的基础。但是由于食用香蕉多为三倍体,高度不育,传统的杂交育种难以实现,导致香蕉基因组功能研究和种质创新相对滞后。CRISPR/Cas9基因编辑技术体系的快速发展,为开展香蕉基因组功能研究和育种工作开辟了一条新的路径。在香蕉上建立CRISPR/Cas9技术体系,实现高效的香蕉基因突变,将有利于香蕉的抗逆分子研究。本研究旨在建立香蕉CRISPR/Cas9基因编辑技术体系,为在香蕉上利用CRISPR/Cas9技术开展香蕉基因功能研究和育种工作开辟一条新的路径。以香蕉A基因组八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene dehydrogenase,PDS)基因组序列为靶标基因,设计sgRNA靶点序列。利用一套改良的CRISPR/Cas9多靶点载体系统,构建以MaPDS为靶标基因的pYLCRISPR/Cas9-gRNA载体,通过农杆菌介导的遗传转化法转化香蕉主栽品种巴西蕉胚性细胞悬浮系,获得再生抗性植株,通过阳性检测、表型分析及突变位点鉴定转基因植株MaPDS被编辑的情况。另一方面,为进一步验证该体系在香蕉基因编辑应用中的稳定性,以香蕉候选矮化基因Achr4P16380为目的基因,构建pYLCRISPR/Cas9-gRNA载体,以期获得上述靶标基因突变的转基因香蕉株系。主要结果如下:1.经测序分析证明,成功构建了针对MaPDS的pYLCRISPR/Cas9-gRNA载体,利用农杆菌介导法转化香蕉胚性细胞悬浮系(Embryogenic cell suspensions,ECSs),接种抗性胚总数300个,获得抗性独立转化株系129个,阳性株系116个,其中71个株系出现白化表型,转化率达到38.7%,白化突变率达到61.2%。2.进一步对不同程度白化表型转基因株系的靶基因MaPDS进行靶位点序列分析,结果表明,白化表型株系的MaPDS基因靶位点及下游序列发生了颠换、转换、插入、缺失等碱基突变类型,且发生的碱基突变类型最多的是颠换,其次是转换,插入和缺失较少。3.利用构建成的香蕉CRISPR/Cas9基因编辑技术体系靶向敲除矮化候选基因16380,获得了87株抗性转基因株系,通过测序发现在16380靶位点内及上游发生了大量的颠换、插入、缺失等碱基突变,这也证明了CRISPR/Cas9基因编辑技术体系在香蕉中的稳定性。终上所述,本研究在香蕉体内实现了对内源MaPDS的定点敲除,获得了基因敲除突变体白化表型株系,初步建立了香蕉CRISPR/Cas9基因编辑技术体系,结合敲除矮化基因进一步验证其稳定性,为利用基因编辑技术在香蕉抗逆分子育种上的应用奠定基础。