油菜是世界三大主要油料作物之一,同时也是我国最主要的食用植物油来源。油菜收获时由于角果很易开裂,通常会导致产量的很大损失,是目前油菜机械化收获的主要限制因素之一。因此,培育出具有适宜抗裂能力的油菜品种对推动油菜的机械化生产、保障油菜的高产和稳产具有重要意义。本实验室前期已经通过CRISPR/Cas9基因编辑技术在甘蓝型油菜中创建了BnaIND、BnaSHP1、BCL13900分子式naSHP2、BnaCEL6和BnaMAN7等抗裂角相关基因的突变体。在此基础上,本研究对这些突变体进行田间农艺性状的考察和抗裂能力的测定,评价其实际应用价值;同时,初步解析它们在甘蓝型油菜中参与抗裂角调控的机制。以外,本研究还首次在甘蓝型油菜中建立了有效的ABE单碱基编辑体系。本文主要研究结果如下:1.生物信息分析表明BnaIND的两个拷贝和拟南芥AtIND编码的蛋白高度同源,均具有b HLH保守结构域;BnaSHP基因家族的蛋白都包含MADS-box和K-box保守结构域。这两个保守结构域是其作为转录因子调节下游基因的重要基础;BnaCEL6和BnaMAN7这两个基因编码的是纤维素酶和半纤维素酶,这两种酶蛋白功能保守,其氨基酸序列同源性很高。2.对各抗裂候选基因的纯合突变体进行农艺性状考察以及抗裂系数的测定。结果发现BnaIND的A03拷贝单突和双拷贝突变体均表现出显著的抗裂性,除了角果长和每角粒数外其他农艺性状如株高、千粒重、有效分枝数、第一分枝高和主花序长等均无显著变化;BnaSHP1的五拷贝纯合突变体也表现出显著的抗裂能力,BnaSHP2突变后抗裂能力无明显变化;它们的主要农艺性状均无显著变化;BnaCEL6和BnaMAN7的突变体抗裂能力无明显变化。3.对BnaIND的启动子进行序列比对发现,仅BnaA03.IND拷贝的启动子中具有与AtIND相似的400bp保守结构域。进一步通过启动子截短实验和双荧光素酶报告实验证实该保守结构域对上调该基因的表达具有重要作用。4.为了创建甘蓝型油菜ABE单碱基编辑体系,我们改造了4influence of mass media个ABE骨架,分别针对BnaPDS、BnaALS、BnaCLV3、BnaCLV2、BnaTT12、BnaCRTISO、BnaDET2、BnaBRC1和BnaZEP等9个基因设计了18个sgRNA进行不同ABE系统的效率测试。结果发现,pBGE17的编辑效率最高,平均编辑效率为3.51%;编辑窗口在A5到A8之间。在此基础上,进一步开发了识别NGPAM的ABEmax-n Cas9NG系统;测试结果证实可以在甘蓝型油菜中实现ABE编辑,其效率达到1.22%。综上所述,本研究通过对甘蓝型油菜中的BnaIND、BnaSHP1、BnaSHP2、BnaCEL6和BnaMAN7等基因突变体进行抗裂角能力测定和综合农艺性状评价,筛选出具有抗裂角的优异资源。同时,对BnaIND的重要启动子调控元件进行了初步分析,为解析该基因的功ZD1839纯度能分化奠定了基础。此外,本研究首次在甘蓝型油菜中创建了有效的ABE单碱基编辑系统,为油菜种质资源创新提供了精准的编辑工具。