RNA编辑是指通过碱基的插入、缺失或替换,使得成熟RNA分子携带的遗传信息与原基因组的信息不同的一种生命活动,是一种转录后水平的RNA修饰。RNA编辑对生命体具有至关重要的作用。在common infections高等植物线粒体和叶绿体中,RNA编辑方式一般是由胞嘧啶(C)替换为尿嘧啶(U),修复基因组上发生的胸腺嘧啶(T)到胞嘧啶(C)突变的机制。目前已报导的影响线粒体和叶绿体中RNA编辑的蛋白包括PPR蛋白及其他非PPR蛋白等。其中MORF蛋白家族(Multiple organellar RDorsomorphin采购NA editing factor)是一类非PPR蛋白,该类蛋白通过同源或异源的互作方式参与了植物线粒体和叶绿体中几乎所有RNA编辑位点的编辑。植物缺失MORF蛋白会导致植物体内数百个RNA编辑位点编辑水平下调,RNA无法正确翻译蛋白或者正确剪切,进而导致植物体无法正常发育或者死亡。细胞器RNA编辑位点具有位点专一性和准确性,同时还具有物种特异性,因此亟待系统性开展水稻叶绿体RNA编辑调控因子的功能研究。水稻基因组中编码7个MORF蛋白,本研究构建了7种水稻MORF基因的CRISPR载体,以及MORF2-2和MORF3的RNAi载体,并利用农杆菌转化法进行了遗传转化,创制了水稻MORF蛋白家族基因的遗传突变体。在此基础上重点开展了MORF2-2,MORF3和MORF8-1的功能研究,进而探究水稻MORF蛋白在细胞器RNA编辑及水稻发育过程中的作用机制。本次研究的主要结果如下:1.通过CRISPR/Cas9技术构建了3株morf1,6株morf2-1,5株morf2-2,4株morf3及3株morf8-1敲除纯合突变体,其中morf1、morf2-2及morf3在组织培养过程中分化率及转化率下降,且morf1、morf2-1、morf2-2及morf3敲除纯合突变体出现致死表型,说明MORF1、MORF2-1、MORF2-2及MORF3是植物分化和生长发育过程中重要的蛋白;2.通过RNAi技术构建了MORF2-2基因表达量下调的突变体RNAi-MORF2-2,突变体表现出种子粒长变长,粒宽变窄,且千粒重减少的表型。通过亚细胞定位实验证明MORF2-2蛋白定位于叶绿体,且突变体叶绿体RNA编辑效率检测发现其6个叶绿体RNA编辑位点出现下调;3.通过RNAi技术构建了MORF3基因表达量下调的突变体RNAi-MORF3,突变体表现出种子粒长变长,粒宽变窄,且千粒重减少的表型。通过亚细胞定位实验证明MORF3蛋白定位于线粒体。4.敲除MORF8-1导致突变体结实率及有效穗数显著降低,且morf8-1突变体种子表现出粒长变长而千粒Adavosertib溶解度重降低的表型。通过亚细胞定位实验发现MORF8-1蛋白定位于线粒体,且morf8-1中线粒体基因atp6的2个RNA编辑位点和ccm Fn的30个RNA编辑位点的编辑效率显著降低;5.酵母双杂交实验表明MORF2-1与CPPR47及CPPR53互作,MORF2-2与CPPR53互作,MORF8-1与CPPR47、CPPR53以及CPPR55互作;6.进一步利用CRISPR/Cas9技术获得PPR47、PPR55的纯合突变体。叶绿体编码基因的RNA编辑效率检测结果表明:敲除PPR47会导致ndh A-158编辑效率显著降低,此外敲除PPR47和PPR55会导致rps8-1编辑效率降低。综上,本研究系统开展了水稻MORF蛋白家族基因的功能研究,这些结果将为水稻细胞器RNA编辑的调控机制的解析奠定基础。