Hortic Res | 西北农林科技大学袁黎团队在西瓜单碱基编辑育种技术研发方面取得新进展

西瓜（Citrullus lanatus）是世界重要的蔬菜瓜果类经济作物。目前研究表明，单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）在西瓜重要农艺性状形成中起着关键作用。因此，开发新型高效的单碱基编辑器来实现更多类型的碱基精准替换，将有助于定向改良西瓜农艺性状，进而加速获得功能性西瓜新种质，推动西瓜产业健康发展。

2023年7月，Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学园艺学院袁黎教授课题组题为Developing a highly efficient CGBE base editor in watermelon的研究论文。该研究开发了一种新型高效的单碱基编辑器SCGBE2.0，扩大了编辑器窗口范围，大大提高了西瓜碱基编辑技术的适用性。

本研究特别利用了人类APOBEC3A（hA3A）脱氨酶和拟南芥UNG（AtUNG）作为编辑器关键作用元件，构建了西瓜单碱基编辑器SCGBE2.0，稳定遗传转化西瓜后获得大量阳性转基因植株。通过深度测序法检测了7个特异性引导 RNA（sgRNA）的编辑效率及编辑类型。结果表明，SCGBE2.0 新型编辑器在43.2%的转基因植株中均有效诱导了C5-C9靶位点的 C-to-G 突变，且最大碱基转换效率高达46.1%。此外，23.5%的转基因植株展示了C4位的 C-to-A 突变，且最大碱基转换效率达45.9%。综上，我们的研究开发了一种可以根据位点偏好性实现 C-to-G/A 突变的西瓜高效单碱基编辑器SCGBE2.0，为西瓜精确碱基修饰和位点定向饱和诱变提供了新的碱基编辑工具，也为其他瓜类及葫芦科作物精准分子育种提供了重要技术支撑。

图1 西瓜SCGBE2.0碱基编辑器介导C-to-G/A突变

西北农林科技大学博士生王栋为论文第一作者，西北农林科技大学园艺学院瓜类作物种质资源与遗传育种团队/作物抗逆与高效生产全国重点实验室袁黎教授为该论文通讯作者。该研究得到国家青年人才计划（A279021801）、国家西甜瓜产业技术体系（CARS‐25）、广东省重点领域研发计划（2022B0202060001）、陕西省重点研发计划（2021-YBNY-008）、陕西省自然科学基金（2022JM-112）、陕西省科技创新团队（2021TD-32）和中央高校基本科研业务费（2452022111）的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad155

转自：“园艺研究”微信公众号

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