构建腺嘌呤碱基编辑器(ABE)和胞嘧啶碱基编辑器(CBE)的mRNA表达载体，通过聚乙二醇 （PEG） 介导的转染将碱基编辑器 RNA （带有 sgRNA 的 ABE 或 CBE 信使 RNA （mRNA）） 递送到生菜的原生质体中，然后通过靶向深度测序分析原生质体、愈伤组织、芽和植物的编辑效率。（图1 A）
通过ABE-sgRNA在生菜开花基因LsFT中诱导A-to-G的转换，以延迟开花时间，延长营养生长期。在原生质体中，ABE-sgRNA诱导的A-to-G转换效率高达6.24%。此外，可在生菜愈伤组织和芽中诱导高达37.6%和50%的A-to-G转换，改变LsFT基因中Y85H氨基酸从而引起晚花表型。
CBE-sgRNA在原生质体中诱导C-to-T的转换（LsALS），效率高达12.6%。在生菜愈伤组织和芽中诱导高达20.8%和14.2%的C-to-T转换，改变LsALS基因中P184F氨基酸从而产生除草剂抗性，除草剂处理可进一步提高编辑效率至96.4%（愈伤中）、51.2%（芽中）。
通过mRNA介导的碱基编辑方法对生菜FT和ALS基因进行编辑后，再生植株的基因组DNA测序和表型分析表明，ABE和CBE引入的A-to-G和C-to-T转换能像内源基因一样在减数分裂过程中稳定遗传。（图1 B-J）
图1
该研究开发了一种基于mRNA的DNA-free植物碱基编辑新技术，实现了生菜等植物的高效、精准、无转基因组编辑，获得的定点突变类型能稳定遗传，在作物功能基因研究和农艺性状改良方面具有广泛应用前景，为作物精准设计育种提供了新思路和新方法，助力未来农业生产的可持续发展。
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