近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所周煥斌團隊和周雪平團隊與四川大學、美國俄亥俄州立大學合作，在水稻中成功開發(fā)出一種新型水稻堿基編輯器（rBE14），實現(xiàn)了水稻基因組中A·T堿基對向G·C堿基對的高效定向轉(zhuǎn)換。相關研究成果于3月8日在線發(fā)表在國際著名學術期刊《分子植物（Molecular Plant）》
據(jù)悉，植保所周煥斌團隊前期成功開發(fā)出水稻單堿基編輯系統(tǒng)rBE3、rBE4、rBE5、rBE9工具盒，實現(xiàn)了堿基C·G向T·A的高效定向替換。本項研究中，該團隊引入了大腸桿菌中的腺苷脫氨酶ecTadA及其高活性突變版本TadA*7.10，借助Cas9切口酶的引導，成功對水稻基因組中的4個內(nèi)源基因靶位點進行了單堿基的定向編輯，獲得了預期的水稻突變體材料，效率高達62%。同時該載體引入了全新的紫外激活GFP檢測系統(tǒng)，可以通過手持式紫外燈直接照射水稻組織，使后代群體中的轉(zhuǎn)基因分離檢測十分便利。該團隊成功開發(fā)的rBE14，進一步豐富了水稻基因組的單堿基編輯技術，由此在水稻基因組中可實現(xiàn)對DNA四種堿基的編輯替換（A>G, T>C, C>T, G>A），這對于對水稻基因功能解析和現(xiàn)代分子育種研究具有重大推進作用，特別是對水稻品種的缺陷型基因進行修飾矯正，有利于加快水稻育種進程以及延長現(xiàn)有品種的商業(yè)周轉(zhuǎn)期。
該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所周煥斌課題組和周雪平課題組、四川大學林宏輝課題組以及美國俄亥俄州立大學的楊兵課題組合作完成。植物保護研究所博士后嚴芳、碩士研究生曠永潔和客座博士研究生任斌共同為本文第一作者，周煥斌研究員為本文的通訊作者。相關工作得到了國家重點研發(fā)計劃項目、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程和國家自然科學基金資助。
圖文編輯：王燕軍
