近日，中国科学家在《自然—植物》发表*新研究成果，利用引导编辑技术首次在水稻中实现定向进化，并创制了可供育种的新种质。“我们的工作证明人工进化相对于自然选择存在一定优势，这可以让作物改良的进程大大加快。”论文通讯作者、安徽农业科学院研究员魏鹏程说。
中国农业科学院中国水稻研究所研究员王克剑表示，相较于CRISPR靶向突变和单碱基编辑技术，引导编辑技术提供了关键功能位点的人工进化新方法。
“早期的基因编辑方法(靶向突变)只能在某个片段上产生一个突变，也就是说能控制突变的位置，而不能控制突变的形式。”魏鹏程说，其他传统理化诱变等技术也无法控制突变形式。
遗传变异是作物育种基础。魏鹏程介绍，尽管近年来功能基因组研究为作物分子育种提供了大量主效改良位点、基因，但由于传统诱变靶向性不足、突变随机性较大等技术问题，在多数情况下，挖掘和鉴定这些主效基因*适于生产的等位型仍较为困难。
在研究水稻抗除草剂基因的过程中，有很多突变是天然产生的。“但我们不知道这些天然突变是不是*适合的突变。”魏鹏程说，比如一个突变可以让水稻具有抗除草剂性状，但也可能同时造成了生长缓慢，甚至产量下降。
“引导编辑技术具有将目标氨基酸突变为其他19种氨基酸的能力，从而提供了关键功能位点的人工进化新方法。”王克剑说，这实际上加快了进化速度。
这实际上是一种定向进化。魏鹏程解释说，定向进化是在实验室中在分子水平模拟自然进化过程。也就是根据需求，针对目的蛋白人为制造大量的突变并给予选择压力，筛选出具有期望特征的变异型，进而解决生产问题。
“我们筛选到了自然界中不存在的，甚至通过理化诱变和基因编辑也难以创制出来的位点。”魏鹏程说，这证明人工进化方法相对于自然选择的确存在优势。
王克剑说，该研究也为充分挖掘重要基因新等位型，突破现有种质资源限制，根据生产需求人工“定制”优异性状提供了新思路。
论文**作者许蓉芳表示，现有的引导编辑系统的效率还比较低，选择基因位点时需要其他的一些辅助手段，如抗性筛选等，来减少工作量。随着引导编辑系统效率的提高，这一方法将用于更多其他功能基因的定向进化。
相较于其他方法，“通过人工进化，我们筛选到的这些水稻的内源位点，有可能很快就能直接用在生产上，帮助实现水稻绿色生产模式。”魏鹏程说。
