水稻基因組編輯工具盒再添新成員

　　 據中國農科院最新消息，該院植物保護研究所周煥斌課題組、周雪平課題組和四川大學生命科學學院林宏輝課題組合作開發了一系列基于Cas9-NG的各種水稻基因組定點編輯工具，并成功用于水稻單基因敲除、多基因敲除、單堿基編輯（堿基對G·C和A·T的互換）以及靶基因轉錄激活調控。該成果對于水稻基因功能解析和分子精準育種具有重要促進作用，將加速實現水稻缺陷型基因的修飾矯正，有利于縮短水稻育種進程和延長現有優良品種的應用周期。相關研究成果新近在線發表于《分子植物》。

　　周煥斌研究員介紹，來源于化膿鏈球菌的Cas9核酸酶現已廣泛應用于水稻基因組編輯，有效促進了水稻功能基因組學研究和分子育種進程。Cas9在進行基因組編輯的過程中需要識別、結合一段位于編輯位點靶DNA序列末端的保守NGG序列（該保守序列被稱為PAM識別序列，N為堿基A/T/G/C中任意一種）。PAM識別序列的存在極大限制了Cas9在基因組范圍內的打靶序列選擇，尤其在進行單堿基編輯替換時，由于待編輯靶堿基位置是固定的，周邊若無NGG序列的話，基本無法進行靶堿基的編輯替換。因此擴展或簡化PAM識別序列，將有利于擴展水稻基因組編輯應用范圍。

　　為此，研究團隊選用Cas9突變體xCas9和Cas9-NG對水稻基因組編輯技術進行了優化和擴展。研究發現Cas9-NG編輯效果優于xCas9蛋白，并且將PAM識別序列由NGG簡化為NG，此外還能識別NAC、NTG、NT和NCG等PAM序列。Cas9-NG在水稻上的成功應用，在一定程度上突破了PAM識別序列的限制，將水稻基因組中的可編輯位點增加了8倍，眾多之前無法進行堿基編輯的位點如今可進行操作，大大擴展了編輯范圍。