中國農業科學院作科所研發新型高效水稻多基因編輯系統

近日，中國農業科學院作物科學研究所作物精準育種技術創新團隊成功開發基于我國自主知識產權基因編輯新工具Cas12i3-5M的高效水稻多基因編輯系統，為通過多基因編輯快速聚合水稻多個優異農藝性狀提供了重要工具。相關研究成果發表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》上。 

　　Cas12i3與目前主流的SpCas9及LbCas12a基因編輯工具相比，具有較小的蛋白質體積和寬松的PAM序列等特點，這使其在多基因編輯過程中展現出更高的靈活性和潛力，然而，其在植物中的應用較少，尚無關于Cas12i3-5M介導的農作物多基因編輯體系的報道。

　　研究團隊評估了四種不同外切酶（T5E、UL12、PapE和ME15）與Cas12i3-5M的融合體對水稻單基因編輯效率的影響，結果表明，不同外切酶：Cas12i3-5M融合體均提升了基因編輯效率，其中UL12:Cas12i3-5M融合體效率最高，顯著高于Cas12i3-5M變體。進一步研究發現，四種不同外切酶：Cas12i3-5M融合體在同時靶向三個基因、四個基因、五個基因及六個基因組合時均可提高多基因編輯效率，其中，UL12:Cas12i3-5M融合體的多基因同時編輯效率最高分別達到了82.76%、61.36%、52.94%和51.07%，且具有較高的切割活性，此外，其他三種外切酶與Cas12i3-5M的融合體誘導了更高比例的大片段缺失（>100 bp）。該研究為水稻多基因編輯提供了新型高效工具，為利用我國具有自主知識產權的基因編輯工具快速聚合水稻多個優異農藝性狀，提供了重要工具和技術支撐。