赵云德:无转基因残留的基因编辑技术学术资讯

来源：植物科学最前沿

在应用基因编辑技术进行植物研究和作物育种时，及时清除转基因片段是评估CRISPR编辑植株遗传和表型稳定性的关键步骤。

近日，赵云德教授团队在aBIOTECH期刊在线发表了题为“Technological breakthroughs in generating transgene-free and genetically stable CRISPR-edited plants”（点击题目或下方图片查看原文）的综述文章。文章从获得无转基因的基因编辑植株以及遗传稳定两个角度，对目前植物基因编辑技术所取得的最新研究进展和重要突破进行概述，并对未来发展前景进行了深入分析。

众所周知，直接通过植物自交或者回交进而依赖基因的遗传分离，可以获得不含转基因的基因编辑植株。但是，在创制这些非转基因且遗传稳定的基因编辑植株的过程中，如何显著降低人工和时间成本是研究者们探索的重要目标。

目前，已报道的获取无转基因的基因编辑植株的主要方法有以下几种：

1）利用基因枪和PEG等方法将Cas蛋白和gRNA直接导入植物细胞中，从而避免转基因整合；2）利用农杆菌介导的转基因存在瞬时表达的特点来获得非转基因的基因编辑植株。因为没有使用针对性的抗生素来筛选，以上两种方法均需要使用高通量的方法来鉴定获取基因编辑植株。但这两种方法不需要通过有性生殖即可直接获得非转基因的基因编辑植株。3）使用特殊化学试剂诱导转基因植株死亡，从而获取非转基因植株；4）利用标记辅助选择非转基因植株；5）使用纳米颗粒直接将DNA或者Cas蛋白与gRNA的复合物导入植物细胞，该方法可以对多种常规方法不容易转化的植物进行部分组织的基因编辑，但是想要被编辑的位点能稳定遗传则需要针对生殖细胞进行编辑，或者对被编辑的特定组织进行无性繁殖。

为了进一步降低筛选的人工和时间成本，赵云德课题组开发了TKC（Transgene Killer CRISPR）技术，利用TKC技术实现转基因的自我清除。这种方法将基因编辑元件与花粉和胚特异性自杀元件组合成一个连锁的系统，在基因编辑发生之后，自杀元件能特异的杀死花粉和种子，从而自主筛选出无转基因且能稳定遗传的基因编辑植株，无需花费额外的时间和人力进行鉴定。

Cite this article as:

He, Y. & Zhao, Y. aBIOTECH (2019). https://doi.org/10.1007/s42994-019-00013-x

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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