水稻基因靶向敲入效率增高方便育（yù）種

本報訊 中國科學院分子植物科（kē）學（xué）創新中心研（yán）究員（yuán）朱健康團隊采用修飾後的（de）DNA片段作為供體，在水（shuǐ）稻上建立了一種片段靶向敲入和替換技（jì）術，高達近50%的靶向敲入效率將地方便植物的研究和（hé）育種。相關研究成果近日在線發表於《自然—生物技術》。

此（cǐ）前，CRISPR/Cas介導的植物基因組定點敲除技術隻能（néng）在基因組特定位點產生隨機插（chā）入和刪除，片段（duàn）插入和替換的效率一直很（hěn）低，限（xiàn）製了其在植（zhí）物研究和育種上的應用（yòng）。因此，迫切需要建立植（zhí）物基因組片（piàn）段插入和替換技術體係。

朱健康研（yán）究組通過嚐試，發現將供體片段同時進行硫代修飾和磷（lín）酸化修飾後，能增強CRISPR/Cas9引導的靶向敲入（rù）效（xiào）率。研究團隊先後在14個基因位（wèi）點上成功靶向敲（qiāo）入了各類調控元（yuán）件，包括翻譯增強（qiáng）子、轉（zhuǎn）錄調控元件，甚至整個啟動（dòng）子（zǐ），供體片段長達2049bp。通過對1393株各類T0代基因編輯水（shuǐ）稻植株的分析發現，該（gāi）方法的敲入效率（lǜ）可高達47.3%，平均效率為25%。如此高的敲（qiāo）入（rù）效率甚至（zhì）可以同時在四個位點上實現多基因靶向敲入。

研究人員預計，該技術的建立將使靶向敲入成為一項和靶向敲除一樣的常規實驗，被各個植物研究和（hé）育種單位廣泛應用。

同時，研究人員又（yòu）巧妙地設計了（le）一種片段替換的策略，稱之為重複片（piàn）段介導的同源重組（TR-HDR）方法。常規的HDR頻率極其低下，但他們在前期的實驗中發現，基因組上串聯重複片段間的HDR頻（pín）率（lǜ）非常高。他們利用這一現象，通過將修飾的片段靶向敲入目標位點，人為製造這種串聯重複結構（gòu），誘導TR-HDR去實（shí）現片段（duàn）替換。采用該技術，他（tā）們在五個基（jī）因位點上實現了片段替換和原位的Flag標簽蛋白融合，效率高達到了11.4%。這一技術突破將有助於植物學研究，農作物定向遺傳改（gǎi）良的進程。

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