玉米和水稻基因組引導編輯效率提高3倍

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科技日報北京12月29日電 （記者馬愛平）近日，北京市農林科學院玉米DNA指紋及分子育種北京市重點實驗室基因組編輯團隊與北京大學等單位合作，發現了新策略協同效應，在植物引導編輯技術研發方面取得了新突破，實現了玉米和水稻引導編輯效率平均可提高3倍以上，在多個低效靶點上甚至可提高10倍以上，並在人細胞中進行了驗證。該結果於12月23日發表在《自然—植物》上。

該團隊在前期研究中發現，在ALS基因靶點的反轉錄（RT）模板中引入2個額外的同義錯配鹼基，可使編輯效率增加7倍。進一步研究發現，將“引入同義錯配鹼基”與“N端融合”這兩種策略組合使用時，出現了倍增協同效應。在愈傷中的5個靶點上增效倍數平均達到10倍以上。而在穩定轉化材料的8個靶點上，編輯效率平均提升也在10倍以上，尤其在4個原來不能編輯的靶點上，實現了平均約25%的編輯效率。

北京市農林科學院研究員趙久然表示，本研究不僅首次發現引入同義錯配鹼基可以顯著提升植物引導編輯的效率，還發現了N端融合逆轉錄酶比C端融合更有利於植物的逆轉錄過程。將“引入同義錯配鹼基”與“N端融合”策略組合在一起時，還具有倍增協同效應，可獲得更高的植物引導編輯效率。這三方面全新發現實現了基因組編輯技術的新突破，大幅提升了引導編輯效率，為植物基因組功能解析和作物精準育種提供了強有力的技術支撐。

北京市農林科學院徐雯、楊永星為本文共同第一作者，研究員楊進孝和趙久然為通訊作者，北京大學教授張博、張傳茂團隊，西南大學副教授肖前林團隊參與了本項工作。