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    科學家提出農作物精準基因編輯發展策略

    2020-05-11 08:37 | 作者: 中國科學報 | 標簽: 基因編輯

    4月27日,《分子植物》在線發表中國農業科學院作物科學研究所轉基因及基因編輯技術與應用創新團隊的觀點文章。該文綜述了迄今為止報道的植物基因組精準編輯策略,闡述了最新精準基因編輯技術—引導編輯系統的基本原理,介紹了該系統在植物中的相關應用,并重點討論了未來實現農作物高效精準基因編輯的可能研究方向與策略。

    論文通訊作者夏蘭琴研究員介紹,對重要農作物基因組進行定點修飾,包括關鍵基因的定點敲除、等位基因替換以及外源基因的定點整合等,將有助于重要農藝性狀的功能基因鑒定、復雜農藝性狀的調控網絡解析和新種質創制,對加快農作物遺傳改良進程具有重要意義。近年來,CRISPR/Cas 介導的植物基因組定點編輯、單堿基替換和同源重組體系的建立和利用,在農作物基因功能研究和精準育種中發揮了重要作用,展現了廣闊的發展潛力和應用前景。

    該文為農作物精準基因編輯提出了以下發展策略:優化具有引導編輯作用的pegRNA的設計,包括引物初始結合位點和逆轉錄本長度優化,以及第二切口的位置和時間等參數優化,以提高精準編輯效率;優化表達載體系統,包括強啟動子的選擇及增加核定位信號數目,提高精準編輯效率; RNA轉錄本介導的同源重組修復策略與Cas和逆轉錄酶融合基因結合,擴展精準插入和缺失的片段長度;單個轉錄本策略,簡化載體設計,避免使用多個啟動子和終止子元件,造成基因沉默等;CRISPR/蛋白復合體,快速獲得無轉基因精準編輯新材料;SpCas9-NG、ScCas9、SaCas9等拓展PAM識別位點的核酸酶應用,擴展引導編輯器的精準編輯范圍。

    該團隊長期從事農作物基因組編輯技術創新及農作物新種質創制,致力于開發高效植物基因組精準編輯技術,以解析重要農作物基因功能,加速新種質創制,促進育種進程和可持續農業發展。

    相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.008

    來源:中國科學報

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