近日，《分子植物》在線發表中國農業科學院植物保護研究所研究員周煥斌團隊最新成果，他們應用單堿基編輯技術（BEMGE）介導植物內源基因定向進化，開發出具有除草劑抗性的水稻新種質。
植物基因進化的BEMGE原理和程序。周煥斌供圖
通訊作者周煥斌介紹，通過BEMGE技術發掘出不同農藝性狀及強度等位基因，預示著人類可定向進化各農作物重要性狀的基因。
在漫長的歷史長河中，野生植物中多個關鍵基因上偶然出現的優良性狀逐漸留傳，最終形成現代作物。然而，依靠基因緩慢的自然變異速率無法滿足當今人類社會對農作物快速增長的需求。
因此，該團隊利用上述定向進化技術理念，在水稻細胞內人工模擬自然界基因的長期進化過程。可在短時間內創制成千上萬個靶基因的新等位基因材料，用于育種篩選。
通過除草劑抗性篩選，研究人員成功鑒定出4個自然界中未曾被發現的、對除草劑具有不同抗性程度的新等位基因；并通過單堿基編輯技術，成功將變異位點P171F引入到水稻生產品種南粳46中，將其升級為通過苗期一、兩次施藥，生育期田間無雜草發生的“潔田稻”。
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