水稻多基因编辑技术取得突破性进展

            CRISPR（clustered regularly interspersed short palindromic repeats）/Cas系统是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统，它可利用靶位点特异性的RNA，指导Cas蛋白对靶位点序列进行修饰。CRISPR/Cas9技术具有靶向基因的位点选择多、可实现多基因编辑，与其他靶向编辑技术相比，还具有精确可靠，简单易用等优点。自2013年以来，CRISPR/Cas9系统已经成功应用于人类、家蚕、果蝇、拟南芥及水稻等许多物种的定向精确诱变。

          安徽省农业科学院杨剑波研究员团队原创建立了高效的CRISPR/Cas9基因靶向编辑系统，实现了水稻重要农艺性状的定向改良（Xu et al., 2014. Gene targeting using the Agrobacterium tumefaciens-mediated CRISPR-Cas system in rice. Rice. 7(1): 5）。在前期工作基础上，他们进一步对水稻中CRISPR/Cas9定点突变的遗传模式、脱靶效应等问题进行深入研究。对T0代转基因植株的检测表明，在T0代获得了高频率的定向突变，并且双等位基因突变（biallelic mutations）的比例较高。进一步对T1代和T2代分析表明，产生的突变能稳定的遗传给后代，并且几乎无脱靶效应。

          由于CRISPR/Cas9系统诱导产生的基因编辑，不依赖于插入片段的持续作用。通过遗传分离，很容易获得不含任何插入片段、含有目标突变的株系。该研究工作也表明，利用CRISPR/Cas9系统，可实现特定基因的高效、可稳定遗传的定点突变，并且可实现“非转基因”的基因组定向改良。在水稻、玉米、小麦等主要农作物的定向、高效、“清洁”遗传改良中，表现出巨大的应用前景。该研究相关论文“Generation of inheritable and "transgene clean" targeted genome-modified rice in later generations using the CRISPR/Cas9 system”，于2015年6月19日，在线发表于国际学术期刊Scientific Reports杂志（DOI: 10.1038/srep11491）。Scientific Reports 是来自 Nature 杂志出版社的一个发表原始研究工作的刊物。