近日，中國農業科學院作物科學研究所作物精準育種技術創新團隊成功開發了一種高效、編輯范圍更廣的胞嘧啶和腺嘌呤雙堿基編輯融合系統，利用該系統對水稻內源基因編碼區進行改造，獲得了高抗草甘膦的水稻新型基因資源。相關研究成果在線發表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》。
近年來，由CRISPR/Cas系統衍生的植物基因組單堿基編輯技術體系，可以在靶基因區實現胞嘧啶向胸腺嘧啶或腺嘌呤向鳥嘌呤的堿基替換，具有操作簡便、編輯效率高等優勢。然而，其在植物中的編輯效率依然非常低，迫切需要建立更高效、編輯范圍更廣的植物雙堿基融合編輯技術體系。
研究人員在原有單堿基編輯系統中融入不同來源的胞嘧啶和腺嘌呤脫氨酶，構建了4個潮霉素代理的胞嘧啶和腺嘌呤雙堿基融合編輯系統。測試發現，其中的STCBE-2具有更高的編輯效率和較寬的編輯窗口。研究進一步利用STCBE-2系統，對水稻內源OsEPSPS基因進行定向改造，在預測的草甘膦結合區域發現了一個新的OsEPSPS等位基因，該等位基因突變后，賦予了水稻抗田間推薦用量四倍的草甘膦耐受性。該研究為水稻以及其他作物重要農藝性狀基因的定向進化提供了有效工具，有望大大促進農作物定向遺傳改良的進程。
該研究得到國家自然科學基金、海南崖州灣種子實驗室等項目資助。