利用DNA糖基化酶实现水稻嘧啶碱基高效编辑

近日，中国农业科学院植物保护研究所抗病虫作物生态安全评价与利用创新团队利用DNA糖基化酶实现了水稻胸腺嘧啶和胞嘧啶的高效编辑。相关研究成果发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。

DNA脱氨酶介导的胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑技术已广泛用于作物遗传改良和种质创新。此外，利用鸟嘌呤DNA糖基化酶也成功实现了水稻鸟嘌呤碱基编辑。然而，直接编辑胸腺嘧啶仍是植物碱基编辑领域亟待攻克的技术难题。

该研究系统评估了多种人工进化的胸腺嘧啶和胞嘧啶DNA糖基化酶变体在水稻中的碱基编辑活性。结果表明，胸腺嘧啶DNA糖基化酶变体gTBEv3在水稻中实现了高效的胸腺嘧啶向鸟嘌呤的替换；胞嘧啶DNA糖基化酶变体CDG4Δ和gCBEv2在水稻中实现了高效的胞嘧啶向胸腺嘧啶和鸟嘌呤的替换；此外，这三种DNA糖基化酶变体还可产生各种碱基插入或缺失，产生丰度的碱基变异类型。结合前期开发的水稻胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤碱基编辑等技术，目前该团队建立了完整的水稻碱基编辑技术体系，为作物内源基因精准改良和定向进化提供了强大的技术支撑，将加速作物遗传改良和种质创新。

该研究得到农业生物育种重大专项、中国农业科学院科技创新工程和中国博士后科学基金等项目的支持。（通讯员：郭建英）

原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70063