科学家提出“农作物精准基因编辑”发展策略学术资讯

来源：中国农业科学院

4月27日，中国农业科学院作物科学研究所转基因及基因编辑技术与应用创新团队在《分子植物（Molecular Plant）》发表观点文章，综述了迄今为止报道的植物基因组精准编辑策略，阐述了最新精准基因编辑技术-引导编辑（Prime Editing）系统的基本原理，介绍了该系统在植物中的相关应用，最后重点讨论了未来实现农作物高效精准基因编辑的可能研究方向与策略。

CRISPR/Cas9介导的传统同源定向修复精准基因编辑技术和引导编辑技术

据夏兰琴研究员介绍，对重要农作物基因组进行定点修饰，包括关键基因的定点敲除、等位基因替换以及外源基因的定点整合等，将有助于重要农艺性状的功能基因鉴定、复杂农艺性状的调控网络解析和新种质创制，对加快农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、单碱基替换和同源重组体系的建立和利用，在农作物基因功能研究和精准育种中发挥了重要作用，展现了广阔的发展潜力和应用前景。
该文章为农作物精准基因编辑提出了以下发展策略：
一是优化具有引导编辑作用的pegRNA（Prime editing guide RNA）的设计，包括引物初始结合位点和逆转录本长度优化，以及第二切口的位置和时间等参数优化，以提高精准编辑效率。
二是优化表达载体系统，包括强启动子的选择及增加核定位信号数目，提高精准编辑效率。
三是RNA转录本介导的同源重组修复策略与Cas和逆转录酶融合基因结合，扩展精准插入和缺失的片段长度。
四是单个转录本策略，简化载体设计，避免使用多个启动子和终止子元件，造成基因沉默等。
五是CRISPR/蛋白复合体，快速获得无转基因精准编辑新材料。
六是 SpCas9-NG, ScCas9, SaCas9等拓展PAM识别位点的核酸酶应用，扩展引导编辑器的精准编辑范围。
该文章得到中国农科院科技创新工程与“农科英才”特支计划等项目资助。

来源：CAAS_WX 中国农业科学院

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