报告题目：Gene targeting: a powerful and precise genome editing technology in plants

报  告 人：Daisuke Miki    研究员

主  持 人：哈斯  教授

主办单位：林木遗传育种全国重点实验室

报告时间：2024年7月5日 (星期五) 9:00

报告地点：林科楼1305

报告人简介：

Daisuke Miki，中国科学院分子植物科学卓越创新中心，博士生导师。1998年本科毕业于日本明治大学， 2004年博士毕业于日本奈良先端科学技术大学，随后相继在日本东京大学、美国加州大学河滨分校、比利时根特大学进行博士后研究工作。2012年-2018年担任中国科学院上海植物逆境生物学研究中心副研究员，2019年至今担任中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员，主要从事植物表观遗传与基因编辑的研究工作，近五年来以通讯作者等身份在Journal of Integrative Plant Biology、Plant Biotechnology Journal等高质量SCI期刊发表学术论文10余篇。担任Frontiers in Plant Science副主编、Frontiers in Epigenetics and Epigenomics审稿编辑。

报告内容简介：

近年来，基因编辑技术在植物生物技术领域取得了重大进展，利用基因编辑（GE）技术产生提高生物量和品质的作物得以问世。工程序列特异性核酸酶（SSNs），如规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白9（CRISPR/Cas9）系统，可在目标DNA位点产生双链断裂（DSBs），为植物基因编辑奠定基础。这些DSB主要通过非同源末端连接（NHEJ）途径修复，很少通过同源定向修复（HDR）途径修复。易出错的NHEJ途径是SSN诱导的位点特异性DSB的主要修复机制，会导致随机突变，而 HDR 途径则会产生无差错和精确的基因敲入和序列置换，如果提供了适当和特异性的供体修复模板，就能将目标序列修改为预期序列。因此，在许多生物中，HDR介导的基因打靶（GT）是进行精确基因编辑的有力工具。然而，由于HDR的效率极低，阻碍了GT在种子植物中的应用。

最近，研究团队通过CRISPR/Cas系统在拟南芥和水稻中建立了一种简单而高效的GT技术。利用该GT技术，实现了精确的氨基酸替换和基因敲入，进一步的分析揭示了GT的基本分子机制，即在转化过程中农杆菌释放的单链DNA可能是HDR的供体模板。

SSN是一种强大的基因编辑工具，然而，它会导致基因功能的丧失。相反，GT技术可使兴趣基因的功能获得性增益。根据以往的研究推测，GT技术可应用于多种物种，包括农作物和林木。预计将来GT技术将成为修饰植物基因组序列的主要方法，并以此来提高植物的生产力、生物量和抗逆性等能力。

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