近日，中國農業科學院植物保護研究所抗病蟲作物生態安全評價與利用創新團隊利用DNA糖基化酶實現了水稻胸腺嘧啶和胞嘧啶的高效編輯。相關研究成果發表在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。
DNA脫氨酶介導的胞嘧啶和腺嘌呤堿基編輯技術已廣泛用于作物遺傳改良和種質創新。此外，利用鳥嘌呤DNA糖基化酶也成功實現了水稻鳥嘌呤堿基編輯。然而，直接編輯胸腺嘧啶仍是植物堿基編輯領域亟待攻克的技術難題。
該研究系統評估了多種人工進化的胸腺嘧啶和胞嘧啶DNA糖基化酶變體在水稻中的堿基編輯活性。結果表明，胸腺嘧啶DNA糖基化酶變體gTBEv3在水稻中實現了高效的胸腺嘧啶向鳥嘌呤的替換；胞嘧啶DNA糖基化酶變體CDG4Δ和gCBEv2在水稻中實現了高效的胞嘧啶向胸腺嘧啶和鳥嘌呤的替換；此外，這三種DNA糖基化酶變體還可產生各種堿基插入或缺失，產生豐度的堿基變異類型。結合前期開發的水稻胞嘧啶、腺嘌呤和鳥嘌呤堿基編輯等技術，目前該團隊建立了完整的水稻堿基編輯技術體系，為作物內源基因精準改良和定向進化提供了強大的技術支撐，將加速作物遺傳改良和種質創新。
該研究得到農業生物育種重大專項、中國農業科學院科技創新工程和中國博士后科學基金等項目的支持。（通訊員：郭建英）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70063
