香蕉中精准A·T-to-G·C碱基编辑技术的开发与应用

为解决香蕉基因编辑中碱基修饰技术空白的问题，研究人员以香蕉MaPDS基因为靶点，首次应用腺嘌呤碱基编辑器（ABE）成功诱导A·T-to-G·C突变。突变体叶片出现白化斑点和细胞层数量显著减少（最高降幅达91.67%），第六位碱基突变导致异亮氨酸至缬氨酸的氨基酸替换。该研究为香蕉农艺性状精准改良提供了新工具。

　　

近年来，CRISPR/Cas9基因编辑技术在植物领域的应用呈爆发式增长。自2017年胡团队首次在香蕉中建立该技术体系后，科学家已成功利用其改造香蕉MaACO1和MaGA20ox2基因，创制出新种质资源。然而，香蕉碱基编辑领域仍属空白。

本研究首次将腺嘌呤碱基编辑器（adenine base editor, ABE）应用于香蕉，选择调控光合作用的PDS（MaPDS）基因作为靶标。突变体植株叶片出现特征性白化斑点和病斑，深度扩增子测序显示靶序列第5、6位碱基发生A·T-to-G·C转换。其中第六位突变导致编码氨基酸由异亮氨酸变为缬氨酸。值得注意的是，病斑区域的第六位碱基编辑效率显著高于相邻正常组织。

通过石蜡切片技术解析叶片结构发现，突变体1号株系白化区域的细胞数量呈现特异性减少：上角质层、上表皮、下表皮和下角质层细胞数分别较野生型减少16.89%、91.67%、14.38%和30.69%。这些发现不仅证实ABE系统在香蕉中的高效运作，更为重要农艺性状的精准遗传改良提供了关键技术支撑。