王一博 赫兆辉

摘   要：基因编辑技术可以精准定位基因组的特定位点，并通过插入、敲除及修饰特定的基因片段实现对基因的定向控制，目前正处于快速发展阶段。CRISPR/Cas9技术及单碱基编辑技术由于操作简单、应用灵活、效率高等特点被广泛应用于诸多领域，在植物遗传育种及性状改良中同样发挥着重要的作用，在农业生产中具有较好应用前景。

关键词：基因编辑技术;植物育种;应用

1   功能基因的敲除

利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除功能基因，目前在植物育种工作中尤为关键。这是由于 CRISPR/Cas9可以打破目标基因的表达，当Cas9和sgRNA切割目标形成双链断裂时，一般编辑受体中的非同源性末端接合修复的错误途径会被优先启动，在断裂的附近位置产生碱基，然后插入到缺失部位，通常是1个碱基的插入，有时也为短片段缺失。目前，多目标编辑技术的敲除原理，主要通过对不同的基因设计不同的sgRNA，将这些sgRNA表达小盒一起连接到表达载体中，并导入编辑的受体，这种技术能够对农作物的多个农艺性状进行改良。另外，多靶点编辑技术还可以在基因片段两端分别设置一个靶点，以删除目的基因片段，在作物育种方面有着较大的研究前景。

2   基因插入与替换

在植物染色体上替换或定点插入基因序列是一个很难突破的技术问题，而CRISPR/Cas9技术显著提高了这一难题的可操作性。在利用CRISPR/Cas9技术引入DNA双链断裂的同时，引入一个与断裂处相似的供體DNA片段两端序列相同的基因片段，这时同源性定向修复的方式将会有概率被编辑受体启动，而位于供体DNA上的基因片段会通过同源性定向修复重组整合到双链断裂的位置上。……