近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所作物精準育種技術創(chuàng)新團隊成功開發(fā)基于我國自主知識產權基因編輯新工具Cas12i3-5M的高效水稻多基因編輯系統，為通過多基因編輯快速聚合水稻多個優(yōu)異農藝性狀提供了重要工具。相關研究成果發(fā)表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

 

　　Cas12i3與目前主流的SpCas9及LbCas12a基因編輯工具相比，具有較小的蛋白質體積和寬松的PAM序列等特點，這使其在多基因編輯過程中展現出更高的靈活性和潛力，然而，其在植物中的應用較少，尚無關于Cas12i3-5M介導的農作物多基因編輯體系的報道。

 

　　研究團隊評估了四種不同外切酶（T5E、UL12、PapE和ME15）與Cas12i3-5M的融合體對水稻單基因編輯效率的影響，結果表明，不同外切酶：Cas12i3-5M融合體均提升了基因編輯效率，其中UL12:Cas12i3-5M融合體效率最高，顯著高于Cas12i3-5M變體。進一步研究發(fā)現，四種不同外切酶：Cas12i3-5M融合體在同時靶向三個基因、四個基因、五個基因及六個基因組合時均可提高多基因編輯效率，其中，UL12:Cas12i3-5M融合體的多基因同時編輯效率最高分別達到了82.76%、61.36%、52.94%和51.07%，且具有較高的切割活性，此外，其他三種外切酶與Cas12i3-5M的融合體誘導了更高比例的大片段缺失（>100 bp）。該研究為水稻多基因編輯提供了新型高效工具，為利用我國具有自主知識產權的基因編輯工具快速聚合水稻多個優(yōu)異農藝性狀，提供了重要工具和技術支撐。

 

　　作科所博士研究生王文學和副研究員李少雅為論文的共同第一作者，夏蘭琴研究員為論文的通訊作者。該研究得到農業(yè)生物育種重大項目、國家自然科學基金基礎科學中心項目的資助。

 

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13850