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钙联蛋白(Calnexin,CNX)与钙网蛋白(Calreticulin,CRT)是真核生物内质网中保守的分子伴侣,二者有着相似的结构与功能。CNX与CRT通过与内质网中其他分子伴侣的相互作用,共同辅助新生蛋白的正确折叠。此外,CNX与CRT在调节细胞内Ca2+稳态平衡的过程中发挥重要作用。前人的研究表明CNX与CRT存在于植物生长发育的各个时期及各个器官,但系统的遗传研究却很少。基于细菌获得性免疫系统CRISPR/Cas改造而成的CRISPR/Cas9技术,是目前人类改造基因组和研究特定基因功能的重要手段。本研究利用CRISPR/Cas9技术,针对单子叶模式植物水稻中CNX家族的1个成员及CRT家族的4个成员,创制了不同类型的水稻OsCNX及OsCRT缺失突变体,并通过对Os CNX缺失突变体oscnx-1及oscnx-2的研究,探究OsCNX在水稻生长发育及抗逆中的作用。本研究主要获得了以下结果。 1)利用CRISPR/Cas9技术,创制了Os CNX缺失突变体oscnx,及不同组合的OsCRT缺失突变体,包括oscrt1、oscrt2、oscrt3、oscrt4、oscrt1/3、oscrt1234,经检测,各突变体均发生了目标基因的移码突变或其翻译提前终止。 2)通过缺失突变体研究发现,OsCNX的功能缺失会导致水稻生长发育减缓,株高降低及穗不育率增高,说明OsCNX对水稻的生长发育有着重要作用。 3)OsCNX的功能缺失还会扰乱水稻内质网对不良环境的抵抗机制,降低水稻的抗逆性,说明OsCNX在水稻抵御不良环境、应对内质网胁迫过程中发挥着重要作用。 综上所述,本研究利用CRISPR/Cas9技术,创制了水稻OsCNX及OsCRT缺失突变体,并通过对OsCNX缺失突变体研究,证实了OsCNX对水稻生长发育及抗逆性的重要作用。