摘要:基因组编辑技术，作为一项生物医学领域的革新技术，已经在动物、植物和微生物基因组改造中得到了广泛的应用。以CRISPR/Cas9为主导的基因组编辑技术掀起了基因组编辑的浪潮，在功能基因组学、遗传改良育种、遗传病治疗等研究中展示出其极大的价值与潜力。本专刊报道了基因组编辑技术的总体状况、在相关领域的基础与应用研究、该技术当前存在的优缺点以及未来展望等。

摘要:非人灵长类动物在生命科学基础研究和生物医药研究领域具有非常重要的地位。近年来随着慢病毒载体转染及靶向核酸酶 (ZFN，TALEN，CRISPR/Cas9) 等基因操作技术的出现，科学家们成功地获得了外源基因过表达的转基因猴和目的基因定点切割的基因编辑猴。文中对目前利用慢病毒载体获得转基因猴和利用靶向核酸酶获得基因编辑猴的研究进展进行了综述，并讨论了基因修饰猴的嵌合体现象、脱靶现象及非人灵长类动物较长性成熟时间这几个影响非人灵长类基因修饰模型推广应用的因素，最后展望了非人灵长类基因修饰模型构建技术的研究热点及发展趋势。

摘要:斑马鱼已经成为在发育生物学与疾病模型研究中应用最广泛的实验动物之一，其中多种遗传操作方法和高分辨率活体成像技术对斑马鱼的应用起了重要推动作用。斑马鱼在功能基因组学研究上有许多优势，如可以快速便捷地鉴定脊椎动物新基因的功能。本文尝试以示意图来简要总结应用于斑马鱼的遗传操作方法和基本原理，包括ENU化学诱变筛选的基本原理和隐性突变3代筛选的流程，逆转录病毒介导的插入突变的原理及其隐性突变3代筛选的流程，转座子Sleeping Beauty (SB) 和Tol2介导的基因捕获载体系统 (Gene-breaking transposon，GBT) 为基础的基因捕获突变的基本原理，Morpholino介导的基因下调和microRNA下调技术，TILLING (Targeting induced local lesions in genomes) 技术和CEL1分析的基本原理和实验流程，锌指核酸酶ZFN (Zinc finger nuclease) 与TALEN (Transcription activator-like effector nuclease)、CRISPR/Cas9定向基因失活的基本原理，斑马鱼上广泛采用的转基因技术的几种类型等。

摘要:基于细菌基因组规律成蔟的间隔短回文重复 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)发展而来的新型基因编辑方法 (CRISPR-Cas9) 对生物医学研究是一场划时代的革命。它几乎可用于大多数生物体的基因编辑。秀丽线虫是一种非常经典的遗传学模式生物，CRISPR-Cas9基因编辑技术进一步加速了对其基因功能及各种生物学问题的研究。文中主要总结CRISPR-Cas9基因编辑系统在遗传学模式生物秀丽线虫中的发展和应用。

摘要:在过去的4年中，CRISPR/Cas9基因组编辑技术成为生命科学领域的革命性工具，为植物学基础研究和农作物遗传改良提供了高效、快速而又廉价的遗传操作工具。利用CRISPR/Cas9系统可以实现精准的knock-out和knock-in等遗传操作，也可用于靶向激活或抑制基因的表达。在CRISPR/Cas9被广泛地用于基因组编辑的同时，它的编辑能力、效率和精确度也在不断地改进和完善，特别是CRISPR/Cpf1系统的发掘和单碱基编辑技术的创建，使CRISPR系统正逐步成为一个理想的遗传工程技术平台。此外，利用CRISPR/Cas9技术改良的农作物品种也已经涌现，这必将推动精准基因组编辑技术在农作物遗传改良中的应用和发展。

摘要:基因组定点编辑技术是研究基因功能和生物体改造的重要工具。CRISPR-Cas (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated proteins) 系统是近年来发展的一种新型基因组编辑技术，该技术通过一段向导RNA和配套的核酸酶就可对特定的基因组序列进行定点编辑，具有简单高效、应用广泛的特点，受到了生物学家的广泛关注。本文着重介绍CRISPR-Cas系统在植物中的研究进展，包括CRISPR-Cas9系统在植物中的应用与完善、扩大基因组编辑范围的研究、Cas9切口酶和失活酶的拓展、特异性单碱基突变编辑系统的研究、无外源DNA污染的植物基因编辑技术的发展以及基因组编辑技术在作物育种上的应用等方面。同时也提出了还需解决的问题，并展望了基因组编辑系统在作物育种中的应用前景，为开展这一领域的研究工作提供参考。

摘要:基因替换编辑是通过核酸酶介导的对目标基因进行定点敲入或替换的编辑技术，可以实现目的基因的定向修饰。本文从基因替换编辑技术的原理、实现方式与影响因素、应用及其前景等进行了总结与讨论，以期为通过定点基因替换或敲入技术开展高等植物基因功能鉴定与遗传改良研究提供参考。

摘要:基因编辑是对生物基因组进行靶向修饰的一项新型生物技术，可以在不同物种中实现对目标基因的定点敲除、基因片段置换以及基因定点插入等基因定向编辑，目前基因编辑技术已在植物基因功能解析和作物遗传改良研究中得到广泛应用。本文简要回顾基因编辑技术的发展历程，重点介绍新近发展的CRISPR/Cas9技术在植物中的研究进展，并对CRISPR/Cas基因编辑技术在苜蓿等饲草作物中的应用进行探讨和展望。

摘要:基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑已被成功应用于多种细胞类型中。计算机辅助的向导RNA (Guide RNA) 设计是使用CRISPR系统成功进行基因编辑的关键步骤之一。目前的计算工作主要致力于利用计算模型来提高sgRNA的打靶效率并降低其脱靶。文中对于目前存在的sgRNA设计工具进行综述，并且说明可以通过建立高效的计算模型，对当前的异质基因编辑数据进行整合挖掘，以获得无偏差的sgRNA设计规则，并预测影响sgRNA设计的关键特征。笔者认为，对于sgRNA打靶和脱靶效果的系统总结和评价，将有助于使用CRISPR系统进行更加精准的基因编辑和基因治疗。

摘要:近年各种基因组编辑技术的成功研发为人类疾病的治疗与预防谱写了新的篇章，这些技术对应的基因组编辑工具主要包括锌指核酸酶 (ZFNs)、转录激活子样效应因子核酸酶 (TALENs) 和最近发现的规律成簇间隔短回文重复 (CRISPR)/Cas系统。这些工具相应的脱靶问题目前是制约基因组编辑技术介导人类疾病治疗的重要瓶颈。本文将分别从基因组编辑工具的介绍、脱靶的现状、解决优化的方案和检测方法进行总结与探讨，通过比较，进一步了解基因组编辑工具的优缺点及相关脱靶检测方法的适用性。

摘要:对基于rBE3 (Rice base editor) 和rBE4碱基编辑系统创制获得OsSERK1(D428N) 和pi-ta(S918F) 等基因的单碱基编辑突变体材料进行编辑特异性和遗传稳定性分析，旨在全面了解和更好地利用该碱基编辑系统。首先对OsSERK1(D428N) 和pi-ta(S918F) sgRNA的潜在脱靶位点进行预测，并对T0代材料中的各脱靶位点进行PCR扩增和Sanger测序检测；同时对该两个基因的突变体材料自交获得的T1代植株的靶位点序列和外源T-DNA分离进行检测。结果显示各T0代材料均未检测到潜在脱靶位点发生单碱基编辑；此外，OsSERK1(D428N)和Os08g07774含有相同的sgRNA位点，且两个位点均能发生单碱基编辑；rBE3或rBE4系统介导产生的碱基编辑可稳定遗传至T1代，并在T1代可获得无外源T-DNA的纯合突变体。上述结果表明由rBE3或rBE4介导的碱基编辑具有较高的特异性，可进行多位点编辑，引入的碱基替换可稳定遗传至后代。

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