CRISpR(clusteredregularlyinterspersedshortpalindromicrepeats)/Cas系统是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统,它可利用靶位点特异性的RNA,指导Cas蛋白对靶位点序列进行修饰。CRISpR/Cas9技术具有靶向基因的位点选择多、可实现多基因编辑,与其他靶向编辑技术相比,还具有精确可靠,简单易用等优点。自2013年以来,CRISpR/Cas9系统已经成功应用于人类、家蚕、果蝇、拟南芥及水稻等许多物种的定向精确诱变。
安徽省农业科学院杨剑波研究员团队原创建立了高效的CRISpR/Cas9基因靶向编辑系统,实现了水稻重要农艺性状的定向改良(Xuetal.,2014.GenetargetingusingtheAgrobacteriumtumefaciens-mediatedCRISpR-Cassysteminrice.Rice.7(1):5)。在前期工作基础上,他们进一步对水稻中CRISpR/Cas9定点突变的遗传模式、脱靶效应等问题进行深入研究。对T0代转基因植株的检测表明,在T0代获得了高频率的定向突变,并且双等位基因突变(biallelicmutations)的比例较高。进一步对T1代和T2代分析表明,产生的突变能稳定的遗传给后代,并且几乎无脱靶效应。
由于CRISpR/Cas9系统诱导产生的基因编辑,不依赖于插入片段的持续作用。通过遗传分离,很容易获得不含任何插入片段、含有目标突变的株系。该研究工作也表明,利用CRISpR/Cas9系统,可实现特定基因的高效、可稳定遗传的定点突变,并且可实现“非转基因”的基因组定向改良。在水稻、玉米、小麦等主要农作物的定向、高效、“清洁”遗传改良中,表现出巨大的应用前景。该研究相关论文“Generationofinheritableand"transgeneclean"targetedgenome-modifiedriceinlatergenerationsusingtheCRISpR/Cas9system”,于2015年6月19日,在线发表于国际学术期刊ScientificReports杂志(DOI:10.1038/srep11491)。ScientificReports是来自Nature杂志出版社的一个发表原始研究工作的刊物。