近日，中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队成功开发了一种高效、编辑范围更广的胞嘧啶和腺嘌呤双碱基编辑融合系统，利用该系统对水稻内源基因编码区进行改造，获得了高抗草甘膦的水稻新型基因资源。相关研究成果在线发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》。
近年来，由CRISPR/Cas系统衍生的植物基因组单碱基编辑技术体系，可以在靶基因区实现胞嘧啶向胸腺嘧啶或腺嘌呤向鸟嘌呤的碱基替换，具有操作简便、编辑效率高等优势。然而，其在植物中的编辑效率依然非常低，迫切需要建立更高效、编辑范围更广的植物双碱基融合编辑技术体系。
研究人员在原有单碱基编辑系统中融入不同来源的胞嘧啶和腺嘌呤脱氨酶，构建了4个潮霉素代理的胞嘧啶和腺嘌呤双碱基融合编辑系统。测试发现，其中的STCBE-2具有更高的编辑效率和较宽的编辑窗口。研究进一步利用STCBE-2系统，对水稻内源OsEPSPS基因进行定向改造，在预测的草甘膦结合区域发现了一个新的OsEPSPS等位基因，该等位基因突变后，赋予了水稻抗田间推荐用量四倍的草甘膦耐受性。该研究为水稻以及其他作物重要农艺性状基因的定向进化提供了有效工具，有望大大促进农作物定向遗传改良的进程。
该研究得到国家自然科学基金、海南崖州湾种子实验室等项目资助。