CRISPR-Cas系統是繼鋅指核酸酶(ZFNs)和TALEN核酸酶之后的另一個可精確定點編輯基因組DNA的新技術，具有設計構建簡單快速等優點。目前已在人類細胞系、斑馬魚、小鼠、果蠅和酵母等多個物種中利用，但CRISPR-Cas系統能否在植物中使用尚無報道。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞實驗室從事植物基因組定點編輯技術研究，已在二穗短柄草、水稻等植物物種中建立了TALEN核酸酶介導的基因定點突變技術體系(Shan et al., 2013, Molecular Plant)。最近，該實驗室利用CRISPR-Cas系統定點突變了水稻和小麥兩個作物的OsPDS和TaMLO等5個基因。原生質體中基因突變效率為 14.5-38%，水稻轉基因植物中突變效率4-9.4%，并且在T0代獲得了水稻純合pds突變體，呈現預期的白化和矮小表型。同時，通過同源重組 DNA修復途徑，利用單鏈寡核苷酸DNA(ssDNA)作為模板，在基因特定位點精確插入12bp兩個限制性內切酶識別序列。該研究首次證實 CRISPR-Cas系統能夠用于植物的基因組編輯。
該研究于8月發表在Nature Biotechnology雜志上。高彩霞實驗室博士生單奇偉、王延鵬和李君為本文的共同第一作者。
該研究得到國家自然科學基金委和農業部的資助。
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