為了解決在培育復合性狀轉基因作物中分散的轉基因位點增多給育種工作帶來的困難，中國科學院華南植物園科研人員在2014年發現一種利用Bxb1和Cre重組酶進行轉基因定點整合的方法。該方法可使新的性狀基因插入到已有的轉基因位點上，保證所有的轉基因能“打包”式地傳遞給后代 (Hou et al., 2014 Molecular Plant 7:1756-1765)。然而隨著時代的發展，舊的轉基因可能不再需要，那么人們可以怎么做呢？
針對這個問題，華南植物園分子中心博士后陳偉強及前博士研究生Gurminder Kaur等在研究員區永祥的指導下，再次利用Bxb1和Cre重組酶系統嘗試了新舊轉基因的替換。在具有att和lox序列的多基因整合株系上（圖中a），通過Bxb1-att系統首先疊加了一個帶有新基因OsO3L2-2B和lox位點的載體（圖中b）得到（圖中c），然后利用Cre-lox重組技術，將舊基因簇gus-gfp-luc和疊加載體上包括篩選標記npt在內的非必需序列全部刪去，形成（圖中d）或（圖中e）的結構，即完成了新舊轉基因的替換。由于完成替換后的株系還含有att和lox序列，這就意味著新基因的疊加和替換可以在需要時繼續進行下去。這個轉基因替換系統的出現大大增加了多基因分子育種的靈活性，而由于Bxb1和Cre重組酶的使用不受ZL限制，更有利于此育種技術的自由使用并大大提高產品商品化的可能性。
相關研究成果已于近期發表在Plant Biotechnology Journal（(2019): 1–3）上。該研究獲得國家重點研發計劃項目和中科院前沿科學重點研究項目的資助。
圖：Bxb1和Cre 介導的轉基因替換
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