研讨人员对比剖析了水稻(Oryza sativa L.)中这两大体系诱导骤变的骤变率、骤变类型、骤变方位、骤变时刻和遗传形式,解析了双靶点 CRISPR/Cas9 体系的骤变特征，以期为这两种技能非常好的使用于水稻功用基因组研讨和分子植物育种供给理论参阅。
近年鼓起的基因组修改技能以其能准确润饰DNA 的特性，成为当时受注目、有影响力的生物技能之一，在基因组功用研讨、作物遗传改进、基因治疗等方面得到广泛使用。基因组修改技能以锌指核酸酶( ZFN)、类转录激活因子效应物核酸酶 （TALEN)、 成簇规则距离的短回文重复序列及其有关蛋白(CRISPR/Cas9)为代表， 已在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、烟草(Nicotiana tabacum)、水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)等多种高等植物中成功完成了基因的定点敲除、敲入、更换等润饰。在作物性状改进方面，二者均展现出极好的使用远景。
水稻是首要的单子叶形式植物，也是首要的禾本科粮食作物。研讨 TALEN、 CRISPR/Cas9 在水稻中诱发的骤变特征及遗传安稳性，对这两种技能使用于水稻基础研讨和育种实习具有首要意义。现在，已报导的研讨多聚焦于靶标性状的取得和靶向骤变的功率剖析，仅少数报导统计了这两种体系在水稻单个靶位点引进的骤变基因型、并剖析了遗传形式及脱靶效应。
这项研讨对比剖析了 TALEN 和CRISPR/Cas9 两大体系靶向诱变水稻的骤变率、骤变类型、骤变方位、骤变时刻和遗传规则，解析了双靶点 CRISPR/Cas9 体系的骤变特征。
这两大体系都以诱发10 bp以内的InDel骤变为主,TALEN体系易诱导10 bp以内的缺失骤变,而CRISPR/Cas9体系易诱导1 bp的插入骤变,且CRISPR/Cas9体系诱发的DNA双链断裂(DSBs)方位更加准确。此外,DSBs在修正过程中能以低频同源重组(HR)途径修正,发作DNA片段重复骤变。
关于相邻双靶点CRISPR/Cas9体系而言,双靶点间的DNA片段可发作缺失或倒位,这种双靶点间DNA片段骤变的发作频率与双靶点各自的骤变率无正有关性。两大体系诱导的骤变早发作在已转化的愈伤安排中,少数发作在水稻的体细胞中,致使了纯合骤变、杂合骤变、双等位骤变和嵌合骤变4种遗传形式,其间双等位骤变份额高,嵌合骤变份额低。除嵌合骤变外,纯合骤变、杂合骤变、双等位骤变的骤变序列均可安稳遗传给下一代。
一个抱负的基因组修改技能应具有以下特点：
（1）靶向骤变活性高，转基因低代代有较高的骤变率；
(2)骤变位点特异，脱靶率低；
(3)骤变类型多样，易于找到符合要求的骤变体；
(4)有必定份额能安稳遗传的骤变体；
(5)关于使用研讨而言，在转基因低代代(如 T1 代)易完全别离所有的转基因成分。
这项研讨发现，用农杆菌介导 TALEN 体系和 CRISPR/Cas9体系转化水稻早可在愈伤安排发作骤变，在 T0 代能有用或高效地取得可安稳遗传的各种骤变体，经过挑选特异性高的 CRISPR/Cas9 靶序列，能够有用操控脱靶效应。此外，研讨(未宣布数据)标明，在 T1代转基因别离集体中能够筛选到不含转基因成分的纯合骤变体和双等位骤变体。
相比 TALEN 体系而言， CRISPR/Cas9 具有不少优势：靶序列更广泛、载体构建更简单、骤变更高效，不受 DNA 甲基化影响，可同时敲除多达 8~10 个靶位点，易构成靶点间 DNA 片段缺失等骤变。因而，整体而言CRISPR/Cas9 是更为抱负的基因组修改东西，但关于玉米等只要一小部分基因组转录天性找到 CRISPR/Cas9 特异靶位点[29]的物种而言， TALEN 体系则供给了一个相对特异的基因组修改方法。