中科院微生物所等發表植物基因組編輯研究綜述

序列特異性核酸酶使得基因組編輯成為可能，快速推動了基礎和應用生物學的發展。CRISPR-Cas9系統自出現以來，作為可轉化植物的基因組編輯工具已得到廣泛應用。CRISPR-Cas9對基因組靶位點進行定向切割，造成DNA雙鏈斷裂。DNA雙鏈斷裂主要通過兩種高度保守的機制進行修復，即非同源末端連接(Non-homologous end joining, NHEJ)和同源重組(Homologous recombination, HR)。通過NHEJ方式，斷裂的DNA會重新連接，但往往是不精確的，斷裂位置會產生少量核苷酸的插入或刪除，通常產生基因敲除突變體；與之相反，HR方式以同源序列為模板進行合成修復，可以產生精確的定點替換或插入突變，精準編輯靶基因。通過基因組定向突變進行基因功能鑒定和性狀改良在植物中已得到廣泛應用。然而，在植物中進行精準基因組編輯的需求極其迫切，尤其是對於那些難以轉化的物種。目前，新開發出來的Cas9變體、新型RNA導向的核酸酶、鹼基編輯系統和無DNA的CRISPR-Cas9遞送方法都為植物基因組工程提供了前所未有的機遇。近日，科學院微生物研究所邱金龍研究組最近發表文章綜述了植物基因組編輯的現狀，重點關注由於植物基因組編輯的自身特點（如圖）所帶來的特殊挑戰和機遇，並介紹了新近發展出的基因組編輯工具、方法及其在植物中潛在的應用。文章最後還展望了植物基因組編輯的前景和未來方向。

該文章已於近日在線發表在《自然-植物》（Nature Plants）上。邱金龍研究組助理研究員尹康權為第一作者，邱金龍和中科院遺傳與發育生物學研究所研究員高彩霞為共同通訊作者。相關研究得到了國家轉基因專項（2016ZX08010-002）、國家重點研發項目（2016YFD0100602）北京市科委項目（Z171100001517001）、中科院戰略性先導科技專項（XDB11030500）和國家自然科學基金（31672015）等經費支持。（來源：中科院遺傳與發育生物學研究所）