水稻AHL基因家族鉴定及基于CRISPR敲除材料的种子萌发表型分析

摘要： AT-hook基序核定位蛋白(AHL)蛋白是一种古老的转录因子，参与植物多个重要的生命活动过程。本研究对水稻AHL基因家族进行了全基因组鉴定，并系统分析了其基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件、蛋白质理化性质、时空表达模式及系统发育关系。在此基础上，基于同源性构建了该基因家族的CRISPR-Cas9多靶点基因敲除材料，通过种子萌发试验和水淹低氧萌发试验进行了萌发表型的初步筛选与分析。结果显示，在水稻全基因组中共鉴定出26个AHL基因；其启动子区域包含多种胁迫响应和激素响应等相关的顺式作用元件。表达分析表明，AHL基因在种子胚和胚乳中广泛表达，且部分家族成员在无氧萌发过程中呈差异表达。通过种子萌发试验，初步筛选出10个与种子萌发相关的候选基因对；进一步对高活力材料开展种子水淹试验，获得了2个耐受低氧胁迫的基因集合。本研究系统鉴定了OsAHL基因家族，创制了相应的CRISPR敲除材料，并初步筛选出调控种子萌发及低氧胁迫响应的候选基因，为进一步解析其分子机制提供了基因资源和材料基础。