近日，中國農(nóng)科院植保所抗病蟲作物生態(tài)安全評價與利用創(chuàng)新團(tuán)隊在植物學(xué)著名期刊《植物通訊》 （Plant Communications） 在線發(fā)表了題為《Diverse nucleotide substitutions in rice base editing mediated by novel TadA variants》的研究論文。該研究通過使用TadA變體構(gòu)建了一系列水稻高效新型堿基編輯器，在水稻中實現(xiàn)多種堿基編輯，為植物抗性基因功能研究與分子育種提供了技術(shù)支撐。

 

　　CRISPR介導(dǎo)的堿基編輯器已被廣泛用于植物功能基因組學(xué)和作物遺傳改良研究，尤其是堿基編輯介導(dǎo)內(nèi)源基因定向進(jìn)化對人工創(chuàng)制抗病蟲和耐除草劑作物新種質(zhì)具有重要意義，打破抗性育種對現(xiàn)有抗性資源的依賴。堿基編輯器的編輯能力嚴(yán)格依賴于各種核苷酸脫氨酶的活性。與腺嘌呤堿基編輯器（ABEs）相比，胞嘧啶堿基編輯器（CBEs）和雙堿基編輯器在水稻不同基因組位點的編輯效率不穩(wěn)定，顯著限制了它們的應(yīng)用。

 

　　在該研究中，研究人員對多個工程進(jìn)化的TadA8e變體（TadA-CDd、TadA-E27R/N46L、TadA-N46P和TadDE）在水稻中的堿基編輯活性進(jìn)行了全面的評估。結(jié)果表明， TadA-CDd和TadA-E27R/N46L實現(xiàn)了比先前報道的高活性胞嘧啶脫氨酶hAID*Δ更強(qiáng)大的C-to-T編輯活性，而且TadA-CDd的表現(xiàn)優(yōu)于TadA-E27R/N46L；此外，與TadA-N46P相比，TadA-CDd更適合開發(fā)C-to-G堿基編輯器（CGBE），在水稻中具有高的C-to-G編輯效率和純度；最后，研究人員利用單個脫氨酶TadDE構(gòu)建了雙堿基編輯器，能夠在水稻中同時進(jìn)行高效的C-to-T和A-to-G編輯?；赥adA8e變體的一系列新型堿基編輯器，可實現(xiàn)水稻中全部12種堿基替換類型，為水稻基因編輯和人工定向進(jìn)化提供了新的工具，推進(jìn)了水稻抗性基因功能研究與分子育種應(yīng)用。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生于曼為第一作者，中國農(nóng)科院植保所周煥斌研究員、任斌副研究員為共同通訊作者，團(tuán)隊多名成員共同合作完成，北京農(nóng)林科學(xué)院李少芳研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)孫文獻(xiàn)教授、中國農(nóng)科院植保所周雪平教授對該研究工作給予了指導(dǎo)。該研究得到了科技創(chuàng)新2030重大項目、國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁專項和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目的支持。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100926