序列特異性核酸酶使得基因組編輯成為可能，快速推動了基礎(chǔ)和應(yīng)用生物學(xué)的發(fā)展。CRISPR-Cas9系統(tǒng)自出現(xiàn)以來，作為可轉(zhuǎn)化植物的基因組編輯工具已得到廣泛應(yīng)用。CRISPR-Cas9對基因組靶位點進(jìn)行定向切割，造成DNA雙鏈斷裂。DNA雙鏈斷裂主要通過兩種高度保守的機(jī)制進(jìn)行修復(fù)，即非同源末端連接(Non-homologous end joining， NHEJ)和同源重組(Homologous recombination， HR)。通過NHEJ方式，斷裂的DNA會重新連接，但往往是不精確的，斷裂位置會產(chǎn)生少量核苷酸的插入或刪除，通常產(chǎn)生基因敲除突變體；與之相反，HR方式以同源序列為模板進(jìn)行合成修復(fù)，可以產(chǎn)生精確的定點替換或插入突變，精準(zhǔn)編輯靶基因。通過基因組定向突變進(jìn)行基因功能鑒定和性狀改良在植物中已得到廣泛應(yīng)用。然而，在植物中進(jìn)行精準(zhǔn)基因組編輯的需求極其迫切，尤其是對于那些難以轉(zhuǎn)化的物種。目前，新開發(fā)出來的Cas9變體、新型RNA導(dǎo)向的核酸酶、堿基編輯系統(tǒng)和無DNA的CRISPR-Cas9遞送方法都為植物基因組工程提供了前所未有的機(jī)遇。近日，中國科學(xué)院微生物研究所邱金龍研究組最近發(fā)表文章綜述了植物基因組編輯的現(xiàn)狀，重點關(guān)注由于植物基因組編輯的自身特點（如圖）所帶來的特殊挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并介紹了新近發(fā)展出的基因組編輯工具、方法及其在植物中潛在的應(yīng)用。文章最后還展望了植物基因組編輯的前景和未來方向。

該文章已于近日在線發(fā)表在《自然-植物》（Nature Plants）上。邱金龍研究組助理研究員尹康權(quán)為第一作者，邱金龍和中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員高彩霞為共同通訊作者。相關(guān)研究得到了國家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ棧?016ZX08010-002）、國家重點研發(fā)項目（2016YFD0100602）北京市科委項目（Z171100001517001）、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（XDB11030500）和國家自然科學(xué)基金（31672015）等經(jīng)費(fèi)支持。(生物谷Bioon.com）