據介紹，基因編輯技術可實現對受體基因組目標基因進行精確的敲除、刪除、修改、替換或定點插入等編輯，在從人類醫學到植物遺傳改良等領域具有廣闊的應用空間，成為當前研究熱點之一。這些定點突變技術中，公認的最難實現的技術便是基因替換。理論上，基因替換可以實現根據設計在受體基因組上定點引入任何想要的突變，具有更重要的意義與潛在的應用價值。已有的CRISPR/Cas9技術可以實現植物的基因敲除，但是基因替換的案例還是比較少見。
研究團隊對CRISPR/Cas9系統進行了改良設計，利用雙元RNA向導的CRISPR/Cas9系統分別對植物兩個MiRNA基因基因座（MiR169a和MiR827a）Pri-miRNA區域實現了人工刪除，刪除的效率分別達到為20%和24%。在此基礎上，研究人員嘗試采用一個核定位表達的eGFP修改模板對TFL1基因的一個特定區段在刪除的基礎之上進行定點替換。經DNA測序、目標基因刪除、模板刪除、目標替換基因整合、替換后基因的表達等系統的實驗驗證，證實通過該實驗成功地實現了目標基因的替換，雙元RNA向導的CRISPR/Cas9系統技術可以作為目標基因（DNA）刪除與基因替換的工具。該研究結果可應用于對目標基因的定點定向替換，從而實現將目標基因進行分子設計遺傳改良與生產應用。
論文鏈接：http://www.nature.com/articles/srep23890
