紧凑型植物基因组编辑系统助力水稻精准改良
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发布时间：2025-10-16
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10月13日，中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队成功开发出基于Cas9核酸酶祖先IscB的紧凑型植物基因组编辑新系统，并在水稻重要农艺性状改良方面取得成功应用。该成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》上。
IscB作为Cas9的远古祖先蛋白，是一种由特定核糖核酸（ωRNA）引导的基因编辑工具，其体积小巧，仅含496个氨基酸，更易于递送至植物细胞。但由于天然IscB系统在植物中的编辑效率较低，在农作物改良中尚未见相关报道。
研究团队对IscB蛋白及其引导RNA进行了多重工程化优化组合，并创新性地将T5核酸外切酶融合，构建出高效的enIscB-T5E-enωRNA植物基因编辑系统。实验结果表明，该系统在水稻细胞及稳定株系中均表现出良好的编辑活性，在稳定遗传株系中最高编辑效率达41.87%。同时，研究人员利用该编辑系统，成功实现了对水稻抗白叶枯病、抗旱等关键基因的靶向编辑。结果显示，相关基因编辑株系分别表现出显著增强的白叶枯病抗性和抗旱特征。该系统的构建和优化，为作物基因功能解析和精准遗传改良提供了重要工具和技术支撑。
作科所博士后李玉才和已毕业硕士研究生李晨菲为本文共同第一作者，夏兰琴研究员与和玉兵副研究员为本文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金基础科学中心项目、农业生物育种重大专项、中国农业科学院南繁专项、农业农村部基因编辑创新利用重点实验室（海南）和作物分子育种国家工程研究中心等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101562
