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环状RNA(circular RNA,circRNA)是一种新兴的内源非编码RNA(nocoding RNA,ncRNA),呈封闭环状,这与传统的线性RNA(linear RNA)结构不同。circRNA通过外显子环化或者内含子环化将3’和5’末端连接起来形成完整的环状结构,不受RNA外切酶影响,因而比线性RNA更稳定,更具有保守性,可以在生物体中以多种类型大量存在。CircRNA在miRNA功能研究和基因转录中起到重要的调控作用。由于其独特的分子结构和潜在的基因组功能,受到人们的普遍关注。目前已经从动植物体中陆续发现了一些circRNA,但是阐明功能的circRNA非常少,其中一个最主要的原因是缺少circRNA突变体。本研究基于基因组定向修饰技术,针对Os02circ25329,Os06circ02797,Os03circ00204,Os01circ14411,Os05circ02465五个水稻基因组中的环状RNA进行敲除突变体材料创制,进而针对所得到的突变体材料,进行纯合突变体材料的筛选和测序,分析CRISPR-Cas9定向修饰技术在水稻基因组中敲除环状RNA大片段的效率。而对于所筛选得到的突变体植株,后续可以对其进行转录组测序,以分析其功能。本文研究内容及结果如下:1.针对环状RNA Os02circ25329,Os06circ02797,Os03circ00204,Os01circ14411,Os05circ02465,构建了5个CRISPR-Cas9定向修饰表达载体,载体编号依次是pZJP053,pZJP054,pZJP055,pZJP056,pZJP057。每个载体含有两个sgRNA定向修饰位点;2.利用农杆菌介导方式进行水稻遗传转化,得到了274个水稻转基因阳性再生植株,其中pZJP053得到43个植株,pZJP054得到15个植株,pZJP055得到111个植株,pZJP056得到61个植株,pZJP057得到44个植株;3.对所得部分转基因阳性植株的单个位点进行了突变检测。其中,pZJP053-sgRNA1定向修饰位点突变效率为56.5%,pZJP053-sgRNA2定向修饰位点突变效率为47.8%;pZJP054-sgRNA1定向修饰位点突变效率为60.0%,pZJP054-sgRNA2定向修饰位点突变效率是33.3%;pZJP055-sgRNA1定向修饰位点突变效率为30.4%,pZJP055-sgRNA2定向修饰位点突变效率为8.7%;pZJP056-sgRNA1定向修饰位点突变效率为100.0%,pZJP056-sgRNA2定向修饰位点突变效率为95.7%;pZJP057-sgRNA1定向修饰位点突变效率为47.8%,pZJP057-sgRNA2定向修饰位点突变效率为47.8%。4.对所得转基因阳性植株进行检测,共得到了23个目标circRNA位点大片段敲除的T0代突变体单株。其中,pZJP053得到6个敲除突变体单株,突变效率为14.0%;pZJP054得到1个单株,突变效率为6.7%;pZJP055得到5个敲除突变体单株,突变概率是4.5%,pZJP056得到5个敲除突变体单株,突变效率是8.2%;pZJP057得到6个敲除突变体单株,突变效率为13.6%。5.对已得到的T1代植株进行了纯合突变植株的筛选,其中针对环状RNA Os02circ25329,Os03circ00204,Os05circ02465,均筛选得到了敲除纯合突变且不含载体的植株,这为后续解析这些环状RNA的功能奠定了基础。