科学家提出农作物精准基因编辑发展策略

CRISPR/Cas9介导的传统同源靶向修复精确基因编辑技术和生物图谱导向编辑技术

4月27日，中国农业科学院作物科学研究所遗传与基因编辑技术与应用创新团队在网上发表了《分子植物》的评论文章。总结了迄今为止已报道的植物基因组精确编辑策略，阐述了最新的精确基因编辑技术导向编辑系统的基本原理，介绍了该系统在植物中的相关应用，并重点介绍了未来实现高效、准确的作物基因编辑的可能研究方向和策略。

通信作者夏研究员介绍，重要作物基因组的位点特异性修饰，包括关键基因的位点特异性敲除、等位基因替换和外源基因的位点特异性整合，将有助于识别重要农艺性状的功能基因，分析复杂农艺性状的调控网络，创造新的种质，对加快作物遗传改良进程具有重要意义。近年来，CRISPR/Cas介导的植物基因组定点编辑、单碱基替代以及同源重组系统的建立和利用在基因功能研究和作物精确育种中发挥了重要作用，显示出广阔的发展潜力和应用前景。

本文提出了作物精确基因编辑的发展策略:优化具有导向编辑功能的聚乙二醇单克隆抗体的设计，包括优化引物的初始结合位点和逆转录长度，优化第二切口的位置和时间，提高精确编辑的效率；优化表达载体系统，包括选择强启动子和增加核定位信号的数量，以提高精确编辑的效率；RNA转录物介导的同源重组修复策略与Cas和逆转录酶融合基因相结合，以扩大精确插入和缺失片段的长度；单一转录策略简化了载体设计，避免了由于使用多个启动子和终止子元件而导致的基因沉默。CRISPR/蛋白质复合物，无需转基因即可快速获得新材料，便于精确编辑；特殊用途物质9-NG、特殊用途物质9、特殊用途物质9等。扩展PAM识别位点的核酸酶应用，并扩展指南编辑器的精确编辑范围。

该团队长期致力于作物基因组编辑技术的创新和新作物种质的创造。致力于开发高效、准确的植物基因组编辑技术，分析重要作物的基因功能，加快新种质的创造，促进育种进程和农业可持续发展。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.008