摘要：CRISPR/Cas12i3属于II类V型的CRISPR系统，其目前主流的SpCas9及LbCas12a基因编辑工具相比，具有较小的蛋白质体积和宽松的PAM序列 (TTN) 等特点，展现了一定的应用前景和应用潜力，但其在植物中的应用较少。迄今为止，尚未见Cas

CRISPR/Cas12i3属于II类V型的CRISPR系统，其目前主流的SpCas9及LbCas12a基因编辑工具相比，具有较小的蛋白质体积和宽松的PAM序列 (TTN) 等特点，展现了一定的应用前景和应用潜力，但其在植物中的应用较少。迄今为止，尚未见Cas12i3-5M介导的农作物多基因编辑体系的相关报道。

近日，中国农业科学院作物科学研究所夏兰琴团队在JIPB发表了题为“Exploiting the efficient Exo:Cas12i3-5M fusions for robust single and multiplex gene editing in rice”的新技术论文 (doi: 10.1111/jipb.13850)，成功开发了基于我国自主知识产权基因编辑新工具的高效水稻多基因编辑系统。该团队基于Cas12i3-5M变体，建立了外切酶:Cas12i3-5M融合体介导的高效水稻多基因编辑技术体系，为通过多基因编辑快速聚合水稻多个优异农艺性状提供了重要技术支撑。

本研究首先系统评估了T5E、UL12、PapE和ME15四种不同外切酶 (Exo) 与Cas12i3变体 (Cas12i3-5M) 融合体对水稻单基因编辑效率的影响。发现不同Exo:Cas12i3-5M融合体均提升了基因编辑效率，其中UL12E:Cas12i3-5M融合体效率最高，显著高于Cas12i3-5M (图1)。

图1. 外切酶::Cas12i3变体融合体介导的高效水稻单基因编辑

进一步测试发现, 不同Exo:Cas12i3-5M融合体在同时靶向三个基因、四个基因、五个基因及六个基因组合时均可提高多基因编辑效率，其中，UL12E:Cas12i3-5M融合体多基因同时编辑的效率最高，其介导的三个基因、四个基因、五个基因以及六个基因同时编辑的效率分别达到82.76%、61.36%、52.94%和51.07% (图2)。研究还发现，T5E、PapE和ME15与Cas12i3-5M的融合体不仅提高了编辑效率，还诱导了更高比例的大片段缺失 (>100 bp)；而UL12E:Cas12i3-5M诱导缺失片段较小，但其切割活性较高，推测其和DNA单链末端的结合能力较弱。

图2. 外切酶::Cas12i3变体融合体介导的高效水稻多基因编辑技术体系及应用

综上，本研究系统评估了不同Exo:Cas12i3-5M融合体对水稻单、多基因编辑效率的影响，并建立了高效水稻多基因编辑技术体系，实现水稻多性状同时改良，为利用我国具有自主知识产权的基因编辑工具快速聚合水稻多个优异农艺性状，提供了重要工具和技术支撑。

中国农业科学院作科所博士研究生王文学和副研究员李少雅为共同第一作者，夏兰琴研究员为本文通讯作者。本研究得到农业生物育种重大项目、国家自然科学基金基础科学中心项目、国家农业科技重大项目、重点研发计划项目、海南崖洲湾种子实验室揭榜挂帅项目和作物分子育种国家工程研究中心等资助。

文章引用：

Wang, W., Li, S., Yang, J., Li, J., Yan, L., Zhang, C., He, Y., and Xia, L. (2025). Exploiting the efficient Exo:Cas12i3-5M fusions for robust single and multiplex gene editing in rice. J. Integr. Plant Biol. Doi: 10.1111/jipb.13850

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来源：自己村儿