本申请涉及一套用于水稻的碱基编辑人工系统，其包括：第I调节元件，其包括能够编码如氨基酸序列I的核苷酸序列；其中所述氨基酸序列I包括如SEQ ID No.1所示的氨基酸序；第II调节元件，其包括依次从5’端到3’端的第II‑1核苷酸序列和第II‑2核苷酸序列；所述第II‑1核苷酸序列包括靶核苷酸序列；所述第II‑2核苷酸序列包括来源于化脓链球菌的sgRNA核酸序列；所述第II‑1核苷酸序列和所述第II‑2核苷酸序列转录融合。
本申请涉及一套用于水稻基因组碱基定点替换的人工系统及定点突变方法。该人工系统包括：第I调节元件，其包括能够编码如氨基酸序列I的核苷酸序列；其中所述氨基酸序列I选自SEQ ID Nos.1‑6中的一种；第II调节元件，其包括依次从5’端到3’端的第II‑1核苷酸序列和第II‑2核苷酸序列；所述第II‑1核苷酸序列包括靶核苷酸序列，所述第II‑2核苷酸序列包括来源于化脓链球菌的sgRNA核酸序列，第II‑1核苷酸序列与第II‑2核苷酸序列转录融合，其产物能引导第I调控元件编码的蛋白至目标生物基因组中待突变的靶位点处，并将靶位点处的C诱导突变为T、A和G中的一种；或G突变为A、T和C中的一种。
本发明公开了一套腺嘌呤碱基编辑器及其相关生物材料与应用。本发明提供了融合蛋白在植物单碱基编辑中的应用，所述融合蛋白的名称为TadA‑R‑cas，含有Cas蛋白和腺嘌呤脱氨酶，所述腺嘌呤脱氨酶是氨基酸序列是SEQ ID No.2的第1‑167位的蛋白质。本发明不仅适用于含SpCas9的腺嘌呤碱基编辑器，同时还适用于含ScCas9、SpCas9‑NG和SpRY的腺嘌呤碱基编辑器，扩宽了植物基因组定点编辑的使用范围，为植物研究领域科研人员提供一个重要的基因功能研究工具。本发明可以提高编辑的效率且能够精确的介导靶位点的突变，并且能够在水稻细胞中广泛适用。
本发明公开了一套编辑范围扩展的水稻人工基因编辑系统及其应用。本发明提供了DNA分子在水稻单碱基编辑中的应用，该DNA分子由含Cas蛋白+脱氨酶表达盒和sgRNA表达盒组成；所述含Cas蛋白+脱氨酶表达盒表达融合蛋白，所述融合蛋白含有Cas蛋白和脱氨酶，所述脱氨酶为胞嘧啶脱氨酶和/或腺嘌呤脱氨酶，所述Cas蛋白为氨基酸序列是SEQ ID No.6的第212‑1578位的蛋白质；所述sgRNA表达盒表达sgRNA，所述sgRNA的靶标序列是5′‑N19‑20PAM‑3′。本发明能广泛地应用于水稻基因组中靶标基因的敲除或单碱基的定向突变。
本发明提供了一套用于水稻的基因编辑人工系统及其应用。该人工系统包括具有氨基酸序列I的第I调节元件的核苷酸序列；氨基酸序列I选自如下1)至3)中的一种：1)如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；2)从N端到C端依次如SEQ ID No.3、SEQ ID No.1的第一突变氨基酸序列、SEQ ID No.4和SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；3)从N端到C端依次如SEQ ID No.5、SEQ ID No.1的第二突变氨基酸序列和SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；第II调节元件，其包括含有靶核苷酸序列的第II‑1核苷酸序列包和含有sgRNA核酸序列的第II‑2核苷酸序列。
