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基于基因编辑的水稻抽穗期定向改良及广亲和材料创建的任务书
题目：基于基因编辑的水稻抽穗期定向改良及广亲和材料创建的任务书
一、课题背景及意义
作为全球主要的粮食作物之一，水稻的生产和消费量均居于前列。然而，水稻在面临日益增多的人口、环境恶化、灾害等压力时，亟需不断进行优化改良以提高其适应性和产量稳定性。目前，尚未出现重大突破性的水稻基因改良技术。因此，本课题拟通过基因编辑技术，改善水稻的抽穗期，提高其产量和抗逆能力，创建广亲和材料。
抽穗是水稻生长发育的重要阶段，对于水稻产量和成熟期等方面具有重要影响。本课题将针对水稻抽穗期的关键基因进行基因编辑，通过精准的基因编辑技术，实现对水稻抽穗期的精细调控，从而选育出更适应不同环境下生长的新品种。
同时，为了更加有效地改进水稻品种，本课题还将创建一系列广亲和材料，从而构建进一步复杂的材料组合。此外，为确保该技术的推广应用，本课题还将借助多种方法进行抽穗期相关生理指标的监测和评估，最终推进基于基因编辑的水稻抽穗期定向改良及广亲和材料创建技术的普及应用。
二、课题内容及研究方法
1.抽穗期关键基因的筛选
应用CRISPR-Cas9技术，利用公开数据库中的水稻基因信息进行基因筛选。选取APETALA1(AP1)基因作为研究对象，定向改造该基因，从而改善水稻的抽穗期。此外，本课题还将利用RNAi等方法，筛选其他抗逆关键基因，进一步增强水稻的抗逆性能。
2.基因编辑技术的实现
利用CRISPR-Cas9技术对目标基因进行敲除或变异，通过筛选、鉴定与验证等多个步骤，获得稳定的编辑系水稻，并进行表型、基因等相关分析。
3.广亲和材料的创建
利用改良后的母本与多个亲本进行交配，产生各种水稻材料组合，通过鉴定后筛选出优异的广亲和子代。此外，还需评估各组合的兼容性，从而优化选择更适宜的组合。
4.抽穗期相关生理指标的监测与评估
翻译与转录分析、光周期抑制、真菌侵染抑制等指标，对改良后的水稻进行全面的评估。
三、研究预期成果
1.通过基因编辑技术改善水稻的抽穗期，推动新品种的选育；
2.创建多种广亲和材料，进一步促进植物材料组合的进化；
3.建立可靠的水稻抽穗期相关生理指标和评估体系。
四、研究计划及预算
1.课题研究周期：三年
2.研究经费：
(1)设备购置费：700万元
(2)材料购置费：300万元
(3)实验室建设费：500万元
(4)研究人员经费：1500万元
3.研究进度：
2022年：基因编辑技术的开发和筛选关键基因
2023年：基因编辑水稻抽穗期的筛选和创建广亲和子代
2024年：基于广亲和材料的应用研究及推广