近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物精準(zhǔn)育種技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種高效、編輯范圍更廣的胞嘧啶和腺嘌呤雙堿基編輯融合系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)對(duì)水稻內(nèi)源基因編碼區(qū)進(jìn)行改造，獲得了高抗草甘膦的水稻新型基因資源。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物學(xué)報(bào)（Journal of Integrative Plant Biology）》。
近年來(lái)，由CRISPR/Cas系統(tǒng)衍生的植物基因組單堿基編輯技術(shù)體系，可以在靶基因區(qū)實(shí)現(xiàn)胞嘧啶向胸腺嘧啶或腺嘌呤向鳥嘌呤的堿基替換，具有操作簡(jiǎn)便、編輯效率高等優(yōu)勢(shì)。然而，其在植物中的編輯效率依然非常低，迫切需要建立更高效、編輯范圍更廣的植物雙堿基融合編輯技術(shù)體系。
研究人員在原有單堿基編輯系統(tǒng)中融入不同來(lái)源的胞嘧啶和腺嘌呤脫氨酶，構(gòu)建了4個(gè)潮霉素代理的胞嘧啶和腺嘌呤雙堿基融合編輯系統(tǒng)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，其中的STCBE-2具有更高的編輯效率和較寬的編輯窗口。研究進(jìn)一步利用STCBE-2系統(tǒng)，對(duì)水稻內(nèi)源OsEPSPS基因進(jìn)行定向改造，在預(yù)測(cè)的草甘膦結(jié)合區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的OsEPSPS等位基因，該等位基因突變后，賦予了水稻抗田間推薦用量四倍的草甘膦耐受性。該研究為水稻以及其他作物重要農(nóng)藝性狀基因的定向進(jìn)化提供了有效工具，有望大大促進(jìn)農(nóng)作物定向遺傳改良的進(jìn)程。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、海南崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.13543
