遺傳發育所在小麥DNAfree基因組編輯方法研究中取得進展

　　CRISPR/Cas9是目前應用最為廣泛的基因組編輯技術，已在作物基因功能研究以及品種改良中取得了巨大的成功。常規植物基因組編輯手段多通過農桿菌或基因槍的方法將CRISPR/Cas9 DNA表達框轉入并整合到植物基因組中，進而發揮功能對目的基因進行編輯。但是這些方法多存在許多不足，如較高的潛在脫靶效應、易出現嵌合體、需通過后代分離方可獲得無CRISPR/Cas9 DNA植物突變體。中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞研究組之前通過瞬時表達CRISPR/Cas9 的DNA或RNA的方式對小麥基因組編輯技術進行了改進，大大降低了外源DNA的整合幾率。但是，CRISPR/Cas9 DNA進入到細胞以后仍然有一定可能也會降解產生小的DNA片段整合到基因組中，而CRISPR/Cas9 RNA瞬時表達技術則對實驗操作具有較高要求，生產成本也較高。

　　此研究通過將CRISPR/Cas9蛋白和gRNA在體外組裝成核糖核蛋白復合體（RNP），再利用基因槍法將CRISPR/Cas9 RNP轉入小麥細胞中，在兩個六倍體小麥品種中分別對兩個不同基因tagw2和tagasr7進行了定點編輯，成功地在小麥中建立了全程無外源DNA的基因組編輯體系。研究結果還表明相比于CRISPR/Cas9 的DNA或RNA瞬時表達體系，CRISPR/Cas9 的RNP可以明顯降低脫靶效應。這種DNA-free的基因組編輯方法具有精準、特異、簡單易行、成本低廉的優勢，并且成功避免了外源DNA片段整合到基因組中的潛在風險。這一利用CRISPR/Cas9 RNP實現小麥基因組編輯的方法有助于最大程度地減少監管，建立起精準、生物安全的新一代育種技術體系，加快作物基因組編輯育種產業化進程。

　　該研究成果于1月18日在線發表于《自然-通訊》（Nature Communications，DOI: 10.1038/ncomms14261）。高彩霞研究組博士生梁振和副研究員陳坤玲為該論文的并列第一作者。相關研究得到科技部、中科院、農業部以及國家自然基金委的資助。