4月27日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術(shù)與應用創(chuàng)新團隊在《分子植物（Molecular Plant）》發(fā)表觀點文章，綜述了迄今為止報道的植物基因組精準編輯策略，闡述了最新精準基因編輯技術(shù)-引導編輯（Prime Editing）系統(tǒng)的基本原理，介紹了該系統(tǒng)在植物中的相關(guān)應用，最后重點討論了未來實現(xiàn)農(nóng)作物高效精準基因編輯的可能研究方向與策略。
CRISPR/Cas9介導的傳統(tǒng)同源定向修復精準基因編輯技術(shù)和引導編輯技術(shù)
據(jù)夏蘭琴研究員介紹，對重要農(nóng)作物基因組進行定點修飾，包括關(guān)鍵基因的定點敲除、等位基因替換以及外源基因的定點整合等，將有助于重要農(nóng)藝性狀的功能基因鑒定、復雜農(nóng)藝性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析和新種質(zhì)創(chuàng)制，對加快農(nóng)作物遺傳改良進程具有重要意義。近年來，CRISPR/Cas 介導的植物基因組定點編輯、單堿基替換和同源重組體系的建立和利用，在農(nóng)作物基因功能研究和精準育種中發(fā)揮了重要作用，展現(xiàn)了廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊?/p>
該文章為農(nóng)作物精準基因編輯提出了以下發(fā)展策略：一是優(yōu)化具有引導編輯作用的pegRNA（Prime editing guide RNA）的設(shè)計，包括引物初始結(jié)合位點和逆轉(zhuǎn)錄本長度優(yōu)化，以及第二切口的位置和時間等參數(shù)優(yōu)化，以提高精準編輯效率；二是優(yōu)化表達載體系統(tǒng)，包括強啟動子的選擇及增加核定位信號數(shù)目，提高精準編輯效率；三是RNA轉(zhuǎn)錄本介導的同源重組修復策略與Cas和逆轉(zhuǎn)錄酶融合基因結(jié)合，擴展精準插入和缺失的片段長度；四是單個轉(zhuǎn)錄本策略，簡化載體設(shè)計，避免使用多個啟動子和終止子元件，造成基因沉默等；五是CRISPR/蛋白復合體，快速獲得無轉(zhuǎn)基因精準編輯新材料；六是 SpCas9-NG, ScCas9, SaCas9等拓展PAM識別位點的核酸酶應用，擴展引導編輯器的精準編輯范圍。
該文章得到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程與“農(nóng)科英才”特支計劃等項目資助。（通訊員 衛(wèi)斐）
