北京大学现代农业研究院张华伟研究员团队和中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队合作研发出“榫卯”基因编辑系统。相关研究日前发表于国际期刊《分子植物》。

在作物育种领域，实现精准、无瘢痕的DNA片段插入与替换，是突破品种改良瓶颈和保障国家粮食安全的核心技术。该研究成功开发出一种名为“榫卯连接系统”（MT）的新型基因编辑系统，可实现靶向DNA高效插入与替换，有望为大片段基因编辑开辟新方法。张华伟表示，该系统的核心设计灵感源于中国古建筑传统木工中的“榫卯”结构，即通过构建相互匹配的“榫头”与“卯眼”，实现DNA片段的精准整合。

为验证该系统的编辑性能研究，研究团队在水稻多个基因位点开展实验。张华伟表示，该系统提供了一种“结构适配、定向整合”的编辑新思路。最高59.47%的精准编辑效率和无瘢痕特性及稳定遗传表现，使其在水稻功能基因研究和优良性状快速导入等领域具有广阔应用前景。

“该系统具有特异性强、功能全面、适应性广和发展潜力大的优势，为基因组精准编辑提供了崭新的有力工具。”李家洋表示，未来他们将对该系统的供体递送效率和供体制备等技术进行探索和优化，旨在实现基因组DNA大片段精准插入和编辑，拓展该系统更多应用场景。

中国科学院院士钱前表示，该系统有助于在育种实践中赋能主粮、经济作物的性状改良，加速高产、抗逆、优质新品种培育，助力破解“抗逆必减产”等瓶颈。该系统的自主知识产权属性，将推动我国精准编辑领域从“技术引进”向“自主创新”转型，增强在全球种业竞争中的话语权。

“该系统填补了自主精准育种底盘技术的空白，将推动精准编辑技术从基础研究向农业生产实践的深度转化。”中国农业大学教授赖锦盛说。

（原载于《科技日报》 2025-12-02 03版）