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OsMY1(GenBank DQ641916)基因是本实验室前期通过酵母双杂交筛选,从水稻雌雄蕊形成期幼穗cDNA库中分离得到的功能未知基因。序列分析显示,该基因cDNA编码区的5’端不完整。本研究拟克隆该基因全长cDNA序列,并利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,构建OsMY1基因敲除水稻,同时以实验室前期构建的OsMY1基因RNAi水稻T1代为材料开展研究,旨在明确该基因在水稻生长发育中的功能。为了获得OsMY1基因的5′端序列,采用5′-RACE结合RT-PCR技术,从水稻的幼穗组织中克隆该基因全长cDNA序列。首先通过5′-RACE获得其5’端序列,与原3′端序列拼接后,得到全长为1953bp的OsMY1基因cDNA序列,据此设计引物,通过RT-PCR扩增其cDNA序列。测序结果显示,OsMY1基因cDNA序列中包含一个1140bp的ORF,编码379个氨基酸。生物信息学分析显示,OsMY1蛋白中仅含有两个保守的CC结构域,属于水稻ICR蛋白,OsMY1与短花药野生稻的ICR序列具有90.7%的同源性。为了分析OsMY1基因在水稻中的表达模式,采用qRT-PCR技术,检测水稻不同发育阶段:幼苗期(根、叶)、分蘖期(根、叶)、幼穗分化期8个阶段中OsMY1基因的表达水平。发现OsMY1在幼苗期的叶比在根中的表达量高,在分蘖期的根中比在叶中表达量高,而抽穗期的幼穗中,OsMY1的表达水平明显比其他两个发育时期的表达水平高,其中在颖花长度3-5mm的幼穗中表达量最高。为了鉴定水稻OsMY1基因的功能,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术构建基因敲除水稻。通过序列比对,筛选了两个编辑靶点,进而构建了CRISPR/Cas9植物表达载体。以日本晴水稻为材料,利用农杆菌介导法,对水稻愈伤组织进行遗传转化,并获得再生植株。经潮霉素抗性基因筛选及PCR靶位点分子测序检测,证实获得了2个纯合敲除水稻株系(Cas9-OsMY1)。对Cas9-OsMY1水稻T1代进行农艺学性状统计,结果表明,敲除水稻与对照相比,株高极显著降低,平均减小5.3%;穗长极显著增加,平均增加18.6%,但是在有效分蘖数、穗实粒数,结实率,千粒重等农艺学性状上均无明显差异。对实验室前期构建的OsMY1基因RNAi水稻(RNAi-OsMY1)进行T2和T3代的连续筛选和鉴定,获得6个OsMY1基因表达量下调的株系。对RNAi-OsMY1水稻表型观察发现,与对照相比,在幼苗期和生殖生长阶段,RNAi水稻株高均极显著降低。农艺性状统计表明,株高、穗长、结实率和千粒重均极显著降低,其中株高平均减小21.25%,穗长平均降低17.1%,结实率平均降低10.5%,千粒重平均降低13.24%。为了探究OsMY1基因RNAi水稻和敲除水稻株高降低的原因,利用qRT-PCR技术,检测了赤霉素(GA)合成途径以及信号传递途径8个相关基因在叶片中的表达,发现无论在RNAi水稻还是敲除水稻中,赤霉素合成基因(OsCPS、OsKO2、OsKAO)和信号正向调控传导基因(OsGID1、OsGID2)与对照相比表达量均下调,而负调控信号传导基因OsSLR1与对照相比表达量上调。本文基于实验室的前期工作基础,通过5′-RACE结合RT-PCR技术,克隆了OsMY1基因的全长cDNA序列,并通过序列比对分析,明确了该基因属于水稻ICR蛋白。分别采用RNAi和CRISPR/Cas9基因组编辑技术对该基因开展功能鉴定,证实该基因被敲除或者表达被抑制都导致水稻株高降低。为解析转基因水稻株高降低的分子机制,以GA信号通路为切入点,证明了株高降低的原因在于GA合成途径以及信号传递途径关键基因表达水平下调,为后续深入研究OsMY1基因在水稻株高性状控制中的功能奠定了基础,同时也为水稻矮化分子育种提供了新的潜在的候选基因。