高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)的生产过程中，杂草问题严重影响其产量和品质，制约其规模化、轻简化种植。乙酰乳酸合成酶(ALS)与5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)是广谱除草剂的作用靶点，对特定位点的氨基酸残基进行精准突变，可使植株获得除草剂抗性。引导编辑系统(prime editor, PE)由融合了逆转录酶(reverse transcriptase, RT)的 nCas9 (H840A)和 pegRNA (Prime editing guide RNA)组成，无需产生DNA双链断裂，也无需外源供体模板，即可在基因组的靶位点处实现精准的片段插入、删除及碱基的任意置换。但该技术目前在高粱中一直难以实现高效编辑。

中原研究中心联合作物科学研究所围绕高粱精准编辑与分子设计育种的产业需求，开发适用于在高粱中进行精准碱基替换的引导编辑系统SbPEmaxT5E。以除草剂靶标基因为测试靶点，在原生质体和稳定转化中均表现出优异的编辑效率，并成功创制出抗除草剂高粱新种质。

该研究在高粱中建立了高效引导编辑系统，首次在高粱中实现引导编辑，为高粱精准编辑提供了新的技术支持，助力高粱在除草剂抗性、产量和品质等性状上的遗传改良。

研究成果发表在《Plant Physiology》，论文题目为“Optimized prime editing for precise gene modification conferring herbicide resistance in sorghum”。

中原特色杂粮种质创新与利用团队博士研究生周建双为第一作者，顿宝庆研究员、李少雅副研究员为共同通讯作者。中国农业科学院中原研究中心为作者第一单位。

高粱引导编辑系统SbPEmaxT5E的开发与应用

文章链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag264