2018年10月1日,中国科学院遗传与发育生物学研究所连发两篇《自然-生物技术》文章,分别运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区,加速了野生植物的人工驯化;以及构建新的单碱基编辑系统A3A-PBE,成功在小麦、水稻及马铃薯中实现高效的C-T单碱基编辑。
在第一篇文章中,中国科学院许操研究组和高彩霞研究组合作,选用天然耐盐碱和抗细菌疮痂病的野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium) 为基础材料,运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区,在不牺牲其对盐碱和疮痂病天然抗性的前提下,将产量和品质性状精准地导入了野生番茄,加速了野生植物的人工驯化。这一研究首次通过基因编辑实现野生植物的快速驯化,为精准设计和创造全新作物提供了新的策略。
第二篇文章中,高彩霞研究组在前期研究基础上利用Cas9变体(nCas9-D10A)融合人类胞嘧啶脱氨酶APOBEC3A(A3A)和尿嘧啶糖基化酶(UGI),构成新的单碱基编辑系统A3A-PBE,成功在小麦、水稻及马铃薯中实现高效的C-T单碱基编辑。利用此技术体系,通过基因枪瞬时转化对小麦抗除草剂基因TaALS和对单倍体诱导基因TaMTL进行编辑,效率分别达到22.5%和16.7%,且TaALS突变体对除草剂表现出显著的抗性;通过农杆菌转化法在水稻中的编辑效率高达82.9%。此外,A3A-PBE可对马铃薯内源基因进行高效编辑。A3A-PBE碱基编辑系统具有高效、宽脱氨化窗口及对靶标C上文无序列偏好性等优势,可拓宽植物单碱基编辑的范围。
该体系的建立对实现植物基因组大规模体内饱和突变,研究植物基因功能及基因调控元件作用等具有重要的技术支撑意义。
吴晓燕 摘编自http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-10/20181010121804450.htm
原文标题:两篇Nature Biotechnology发布中国科学院基因编辑研究新成果