传统的水稻基因编辑流程有一个绕不开的环节——组织培养。无论是农杆菌介导转化还是基因枪轰击，都需要在培养基中添加外源激素（生长素和细胞分裂素）来诱导愈伤组织再生。这个过程不仅费时费力，而且很多优良品种因再生困难而无法直接编辑。

马里兰大学Yiping Qi团队想到了一个新思路：如果把负责再生的“开关”直接打开，是不是可以不用加激素了？

2026年7月，他们在 《The Plant Journal》 发表了一项研究成果，成功开发了iSpyMacCas9-Combo系统，在激活水稻内源再生基因OsBBM1的同时进行多重基因编辑，无激素再生率高达42%。

为什么需要一个新系统？

先前的CRISPR-Combo技术只能基于SpCas9工作，而SpCas9识别的NGG PAM在AT富集的启动子区域分布稀少，无法高效靶向OsBBM1的启动子。iSpyMacCas9识别的是NAAR PAM，正好填补了这个空白。

研究测试了两种方案，其中Cas12b-Combo仅能将OsBBM1上调约3倍，不足以启动无激素再生；而iSpyMacCas9-Combo通过gR2将OsBBM1上调了约12倍，无激素条件下再生率达到了42%——这个数字与有激素对照组的38%相当，意味着OsBBM1激活完全能够替代外源激素。

编辑效率提升显著

与标准iSpyMacCas9相比，Combo系统在OsGS3和OsROC5靶点的编辑效率均显著提升（p<0.01），在OsGN1a位点也观察到明显的效率优势。更值得一提的是，在对低效靶点OsFLO6的测试中，对照组几乎无法获得编辑植株，而Combo系统成功富集了编辑事件。

在多重编辑方面，标准iSpyMacCas9未获得任何三重突变体，而Combo系统在T0代获得了6株三基因同时编辑的植株，同时还有10株双突变体，充分展示了该系统在聚合育种中的潜力。

精妙的设计逻辑

Combo系统的核心思路是区分“切割”和“激活”两个功能。团队采用截短型sgRNA（15 nt） 设计激活gRNA，使其长度不足以激活iSpyMacCas9的核酸酶活性，因此不产生DNA双链断裂，仅负责招募转录激活复合物上调OsBBM1表达。AlphaFold3结构预测进一步证实，15 nt sgRNA无法形成激活RuvC核酸酶结构域所需的构象变化。

在多重编辑方面，研究采用tRNA多顺反子gRNA表达系统，多个gRNA从单一转录本中高效加工释放，确保了四个靶点同时作用的稳定性。

一句话总结

激活OsBBM1，替换外源激素，让水稻编辑更高效、更简单。

相关Gateway兼容载体已存放于Addgene（#253551），可供其他研究者直接使用。

原文信息： Byiringiro I., Contilani D.F., Davies C., et al. Improving iSpyMacCas9 multiplex genome editing in rice by CRISPR-combo-mediated BBM1 activation. The Plant Journal, 2026, 126: e70980.  DOI: 10.1111/tpj.70980

唯可（青岛）生物科技有限公司持续关注植物遗传转化与组织培养领域的前沿进展，致力于为科研工作者提供最新的行业动态与技术解读。