據(jù)中國農(nóng)科院*新消息，該院植物保護研究所周煥斌課題組、周雪平課題組和四川大學生命科學學院林宏輝課題組合作開發(fā)了一系列基于Cas9-NG的各種水稻基因組定點編輯工具，并成功用于水稻單基因敲除、多基因敲除、單堿基編輯（堿基對G·C和A·T的互換）以及靶基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)控。該成果對于水稻基因功能解析和分子*育種具有重要促進作用，將加速實現(xiàn)水稻缺陷型基因的修飾矯正，有利于縮短水稻育種進程和延長現(xiàn)有優(yōu)良品種的應用周期。相關研究成果新近在線發(fā)表于《分子植物》。

　　周煥斌研究員介紹，來源于化膿鏈球菌的Cas9核酸酶現(xiàn)已廣泛應用于水稻基因組編輯，有效促進了水稻功能基因組學研究和分子育種進程。Cas9在進行基因組編輯的過程中需要識別、結合一段位于編輯位點靶DNA序列末端的保守NGG序列（該保守序列被稱為PAM識別序列，N為堿基A/T/G/C中任意一種）。PAM識別序列的存在極大限制了Cas9在基因組范圍內(nèi)的打靶序列選擇，尤其在進行單堿基編輯替換時，由于待編輯靶堿基位置是固定的，周邊若無NGG序列的話，基本無法進行靶堿基的編輯替換。因此擴展或簡化PAM識別序列，將有利于擴展水稻基因組編輯應用范圍。

　　為此，研究團隊選用Cas9突變體xCas9和Cas9-NG對水稻基因組編輯技術進行了優(yōu)化和擴展。研究發(fā)現(xiàn)Cas9-NG編輯效果優(yōu)于xCas9蛋白，并且將PAM識別序列由NGG簡化為NG，此外還能識別NAC、NTG、NT和NCG等PAM序列。Cas9-NG在水稻上的成功應用，在一定程度上突破了PAM識別序列的限制，將水稻基因組中的可編輯位點增加了8倍，眾多之前無法進行堿基編輯的位點如今可進行操作，大大擴展了編輯范圍。

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