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水稻（OryzasativaL.）是重要的粮食作物,粮食的高产和稳产一直是育种家追求的目标。粒重是产量的重要组成部分,挖掘新的控制粒重的QTLs及其功能解析对于提高粮食产量至关重要。目前,定位和克隆粒重相关的QTLs主要还是以主效QTLs为主,对微效QTLs鲜有研究。PEBP家族基因在水稻生长发育过程中发挥重要作用,但对其家族成员的研究还不够完善。随着功能基因组学和分子遗传学的发展,特别是CRISPR/Cas9技术的运用,对基因进行定点修饰,解析基因功能成为可能。本研究以前期创建的一套日本晴为受体亲本,9311为供体亲本的染色体片段代换系为材料,筛选发现代换系N83粒型稍大于轮回亲本日本晴,通过与轮回亲本日本晴回交自交构建次级分离群体,设计分子标记,筛选交换株,发展重叠导入系,结合粒型表型分析和基因型鉴定,对水稻粒重QTLqTGW7b进行精细定位。PEBP蛋白是一类多基因家族蛋白,它们参与多个生长发育过程,包括植物开花、植株结构和种子萌发。PEBP蛋白包括FT-like、MFT-like和TFL1-like。本研究以水稻FT-like类PEBP基因OsFTL6（LOCOs04g41130）为研究对象,创建其敲除突变体,并筛选获得OsFTL6的转录调控蛋白,通过分子遗传学和植物生理学的方式解析该基因在水稻种子萌发调控中的作用。主要结果如下:一、水稻粒重QTL qTGW7b的精细定位1.粒型调查结果发现,代换系N83成熟期籽粒的粒长、粒宽和千粒重均显著高于日本晴,粒厚无显著差异。扫描电镜观察籽粒颖壳发现,N83颖壳细胞变长变宽,而细胞个数没有差异,推测这是粒型变大的直接原因。2.将N83与日本晴回交再自交,构建BC9F2分离群体,分离群体中日本晴纯合型株系的粒长、粒宽和千粒重的平均值均显著低于9311纯合性株系。3.在定位区间内发展11对分子标记,通过创建重叠导入系和图位克隆的方式,qTGW7b被初步定位在标记G7-31和G7-32之间,物理距离约为651kb。利用BC9F2:3群体筛选重组交换株系,结合表型和基因型分析,最终将qTGW7b精细定位在标记G7-72和G7-32之间,物理距离约为86.2kb。4.根据RGAP水稻基因注释分析,qTGW7b候选区段内包含14个注释的开放阅读框。测序分析发现,与日本晴相比,9311中ORF3、ORF6、ORF9、ORF10、ORF11和ORF14的编码区突变导致氨基酸序列发生改变。候选基因表达分析发现,ORF3、ORF9、ORF10、ORF11和ORF14的表达水平在日本晴和代换系N83之间存在极显著差异。二、水稻OsFTL6的基因功能研究1.水稻中共包含19个PEBP基因,包括13个FT-like基因、4个RCN基因和2个MFT-like基因。系统发生树、蛋白结构域和基因结构分析结果显示,19个PEBP蛋白被分成3个亚家族,其中13个FT-like蛋白被分为3个分支;OsFTL6和水稻中其他13个PEBP蛋白一样,都含有保守的PEBP结构域,含有4个外显子和3个内含子,启动子含有较多的激素和逆境响应元件。2.qRT-PCR分析发现,OsFTL6在叶鞘里的表达量最高,在茎干和叶片中也检测到较高的表达量,根部和穗子中的表达量较低。组织GUS染色结果和qRT-PCR结果一致,表明OsFTL6为组成型表达。OsFTL6蛋白分布在细胞质和细胞核。OsFTL6受激素和非生物胁迫的诱导。ABA和NaCl可诱导OsFTL6基因的表达上调。3.在未处理条件下,osftl6突变体的萌发率低于野生型,在施加ABA处理条件下,osftl6突变体种子对ABA不敏感,表现为萌发速率与野生型无差异;NaCl处理的处理结果同ABA的结果一致。淀粉胶试验和α-淀粉酶相关基因的表达分析表明,OsFTL6可正调节Ramy1C、Ramy3D和Ramy3E的表达影响种子萌发。4.OsbZIPs和OsFTL6在萌发过程的表达趋势相反,且随ABA浓度的增加,OsFTL6表达量降低,OsbZIPs的表达量增加。双荧光素酶报告系统结果显示,OsbZIP10和OsbZIP23可结合负调控OsFTL6的表达。酵母单杂、EMSA和ChIP-qPCR结果证明这种互作是通过与OsFTL6启动子的ABRE基序结合。OsbZIP10/23与OsFTL6之间的互作存在上下游关系,不存在直接的蛋白互作关系。OsbZIP10和OsbZIP23存在互作。5.在未处理条件下,OsbZIP23和OsbZIP10过表达种子的萌发速率低于野生型,osbzip23突变体的萌发速率稍高于野生型;在ABA处理条件下,osbzip23突变体表现为对ABA不敏感,萌发率高于野生型,而OsbZIP23和OsbZIP10过表达材料对ABA超敏感,萌发率与野生型的相比差距缩小。以上结果表明,ABA可激活包括OsbZIP10和OsbZIP23在内多个OsbZIP基因的表达,结合并负调控下游基因OsFTL6的表达,而OsFTL6作为种子萌发的正调节子,参与正调节α-淀粉酶相关基因的表达来调控种子萌发过程。