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。
近日，我院袁黎教授课题组在 Horticulture Research 期刊在线发表了题为“ 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，有效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，该研究开发了一种新的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. 西瓜新型SCGBE2.0碱基编辑器介导高效C-to-G/A突变
我院博士生王栋为该论文第一作者，我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
