卓有成效的创新利用先进的碱基编辑器转化西瓜基因
新型腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 和腺嘌呤到胸腺嘧啶/鸟嘌呤碱基编辑器 (AKBE) 的开发正在改变西瓜基因工程。这些创新工具可以实现精确的 A:T 到 G 和 A:T 到 T 碱基替换，从而实现有针对性的基因修饰。该研究强调了这些编辑器在产生特定突变方面的效率，例如 ClFT (Y84H) 突变植物中的无花表型。这一进步不仅增强了对基因功能的理解，而且显著改善了分子育种，为更高效的西瓜作物改良铺平了道路。
传统的西瓜育种方法在高效准确地实现所需遗传性状方面经常面临挑战。虽然 CRISPR/Cas9 为基因组编辑提供了强大的工具，但其精度和范围有时受到限制。这些限制凸显了对更先进的基因编辑技术的需求。开发可以引入特定碱基变化的新型碱基编辑器代表着向前迈出的重要一步。由于这些挑战，开发精准高效的基因编辑技术以增强西瓜育种并实现更可靠的作物改良的必要性日益增加。
西北农林科技大学和东北农业大学的研究人员于 2024 年 4 月 23 日在《园艺研究》上发表了一项研究(DOI：10.1093/hr/uhae123)，详细介绍了西瓜腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 和腺嘌呤到胸腺嘧啶/鸟嘌呤碱基编辑器 (AKBE) 碱基编辑器的开发。这些编辑器可以进行精确的基因修饰，从而有可能改善作物性状和育种效率。 研究介绍了三类腺嘌呤碱基编辑器(U-ABE、S-ABE和R-ABE)，并评估了它们诱导西瓜基因A:T到G替换的效率。其中，R-ABE效率最高，尤其在靶基因的A5位。此外，研究人员还开发了S-AKBE和R-AKBE来实现A:T到T的突变，其中S-AKBE效率更高。成功编辑ClFT基因产生Y84H突变，导致西瓜无花表型，凸显了这些工具在操纵西瓜开花时间和其他性状方面的潜力。研究结果表明，R-ABE和R-AKBE中使用的Rps5A启动子显著提高了编辑效率。总之，这项研究凸显了这些碱基编辑器在实现精准遗传修饰方面的有效性，为改进西瓜育种策略和增强性状奠定了基础。 西北农林科技大学张贤博士评论说：“这些碱基编辑器的开发代表了植物基因工程的重大突破。这些工具不仅增强了我们研究基因功能的能力，还为更精确、更有效的作物改良策略铺平了道路。” ABE 和 AKBE 碱基编辑器的实施为西瓜育种开辟了新途径，可以精确引入有益特性。未来的研究将侧重于优化这些工具并探索其他目标基因，以进一步增强西瓜和其他潜在作物的遗传改良。
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