中国农业科学院作科所研发新型高效水稻多基因编辑系统

近日，中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队成功开发基于我国自主知识产权基因编辑新工具Cas12i3-5M的高效水稻多基因编辑系统，为通过多基因编辑快速聚合水稻多个优异农艺性状提供了重要工具。相关研究成果发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上。
 
　　Cas12i3与目前主流的SpCas9及LbCas12a基因编辑工具相比，具有较小的蛋白质体积和宽松的PAM序列等特点，这使其在多基因编辑过程中展现出更高的灵活性和潜力，然而，其在植物中的应用较少，尚无关于Cas12i3-5M介导的农作物多基因编辑体系的报道。
 
　　研究团队评估了四种不同外切酶（T5E、UL12、PapE和ME15）与Cas12i3-5M的融合体对水稻单基因编辑效率的影响，结果表明，不同外切酶：Cas12i3-5M融合体均提升了基因编辑效率，其中UL12:Cas12i3-5M融合体效率最高，显著高于Cas12i3-5M变体。进一步研究发现，四种不同外切酶：Cas12i3-5M融合体在同时靶向三个基因、四个基因、五个基因及六个基因组合时均可提高多基因编辑效率，其中，UL12:Cas12i3-5M融合体的多基因同时编辑效率最高分别达到了82.76%、61.36%、52.94%和51.07%，且具有较高的切割活性，此外，其他三种外切酶与Cas12i3-5M的融合体诱导了更高比例的大片段缺失（>100 bp）。该研究为水稻多基因编辑提供了新型高效工具，为利用我国具有自主知识产权的基因编辑工具快速聚合水稻多个优异农艺性状，提供了重要工具和技术支撑。
 
　　作科所博士研究生王文学和副研究员李少雅为论文的共同第一作者，夏兰琴研究员为论文的通讯作者。该研究得到农业生物育种重大项目、国家自然科学基金基础科学中心项目的资助。
 
　　文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13850



日期：2025-02-17