近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所抗病蟲作物生態(tài)安全評價與利用創(chuàng)新團隊利用DNA糖基化酶實現(xiàn)了水稻胸腺嘧啶和胞嘧啶的高效編輯。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上。

 

　　DNA脫氨酶介導的胞嘧啶和腺嘌呤堿基編輯技術(shù)已廣泛用于作物遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新。此外，利用鳥嘌呤DNA糖基化酶也成功實現(xiàn)了水稻鳥嘌呤堿基編輯。然而，直接編輯胸腺嘧啶仍是植物堿基編輯領(lǐng)域亟待攻克的技術(shù)難題。

 

　　該研究系統(tǒng)評估了多種人工進化的胸腺嘧啶和胞嘧啶DNA糖基化酶變體在水稻中的堿基編輯活性。結(jié)果表明，胸腺嘧啶DNA糖基化酶變體gTBEv3在水稻中實現(xiàn)了高效的胸腺嘧啶向鳥嘌呤的替換；胞嘧啶DNA糖基化酶變體CDG4Δ和gCBEv2在水稻中實現(xiàn)了高效的胞嘧啶向胸腺嘧啶和鳥嘌呤的替換；此外，這三種DNA糖基化酶變體還可產(chǎn)生各種堿基插入或缺失，產(chǎn)生豐度的堿基變異類型。結(jié)合前期開發(fā)的水稻胞嘧啶、腺嘌呤和鳥嘌呤堿基編輯等技術(shù)，目前該團隊建立了完整的水稻堿基編輯技術(shù)體系，為作物內(nèi)源基因精準改良和定向進化提供了強大的技術(shù)支撐，將加速作物遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新。

 

　　該研究得到農(nóng)業(yè)生物育種重大專項、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程和中國博士后科學基金等項目的支持。（通訊員：郭建英）