近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所植物基因組定點編輯研究組成功地在水稻中開發(fā)出靶標基因單堿基定向替換技術。該技術與傳統(tǒng)CRISPR技術實現(xiàn)的基因敲除技術不同，可成功創(chuàng)制了水稻靶標基因的功能獲得性突變體，因此對植物功能基因組學和現(xiàn)代分子育種研究具有重大推進作用。相關研究成果于2016年12月26日在線發(fā)表在《中國科學生命科學版（Science China Life Sciences）》雜志上。
 

    據(jù)悉，該所植物基因組定點編輯研究組與四川大學林宏輝教授實驗室合作，利用人工密碼子優(yōu)化的CRISPR/Cas9切口酶基因，與大鼠APOREC1基因和來源于Bacillus subtilis噬菌體PBS1的尿嘧啶糖基化酶UGI基因進行融合，構建了一套gateway植物表達載體rBE3，對水稻基本性抗性途徑中的兩個關鍵基因OsSERK1和OsSERK2，以及水稻理想株型IPA1基因實現(xiàn)了靶位點堿基的特異替換，成功獲得了預期有重要價值的水稻突變體種質。為了進一步擴展此技術在水稻中的應用，該團隊發(fā)展了Cas9（VQR）版本的rBE4載體，并成功地在水稻中對隱性抗稻瘟病基因pi-ta中對關鍵氨基酸進行了人工改造。該系統(tǒng)在水稻中的成功利用，對水稻基因剪接，小RNA靶標基因，激酶，泛素連接酶等酶類基因研究具有巨大推動作用。另外，通過此技術對農作物進行缺陷型基因矯正，可大大加快農作物育種過程以及延長現(xiàn)有品種的商業(yè)周轉期。
 

    植保所客座博士研究生任斌和博士后嚴芳為本文共同第一作者，周煥斌研究員和林宏輝教授為本文的共同通訊作者。本研究得到了中國農科院創(chuàng)新工程和植物病蟲害國家重點實驗室開放基金資助。

 

    論文鏈接：http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-016-0406-x?slug=abstract