Nature Commun | 广州大学关跃峰课题组开发FLICK-PE技术，突破双子叶引导编辑瓶颈

引导编辑（Prime Editing，PE）作为精准基因编辑的“王牌技术”，能实现单碱基替换、小片段插入/缺失，在哺乳动物细胞和单子叶作物中已广泛应用，但在双子叶植物的精准编辑效率远落后于水稻、玉米等单子叶作物。尽管已广泛尝试常规优化策略，但PE在双子叶植物中的编辑效率仍然极低，导致大多数物种目前仍难以利用PE技术进行育种。

2025年12月4日，广州大学关跃峰团队在Nature Communications发表A flanking-nicks prime editor (FLICK-PE) system to boost prime editing in dicots的研究论文，开发FLICK-PE的新型引导编辑技术，在大豆和烟草中实现高效引导编辑。

研究团队发现，传统PE2技术虽经常规优化可一定程度提高效率，但在大豆中的编辑效率仍非常低下（不足5%），且难以稳定遗传。而在非编辑DNA链增加一个nicking sgRNA的PE3系统，可显著提高大豆中的PE效率。研究团队基于这一发现，在PE3的基础之上融合了第二个nicking sgRNA（两个非编辑链的nicking sgRNAs分别位于靶位点处的上游和下游），开发了FLICK-PE（Flanking-nickPrimeEditor）新型PE系统。大豆中FLICK-PE平均编辑效率比PE2提升15.7倍，比PE3提升2.2倍，最高可达35.8倍。而稳定转化大豆的有效编辑效率也可达11.1%-21.1%，成功获得纯合编辑大豆植株。在烟草中，FLICK-PE在瞬时转化效率比PE2提升8.15倍，比PE3提升1.49倍，最高达15.27倍。稳定转化编辑效率达19.4%，成功实现ALS1基因的精准编辑。研究还发现，MLH1-RNAi通过抑制MMR能显著提升PE2/PE3的效率，但对FLICK-PE则未表现增益效应。因此，FLICK-PE可能通过在PE3基础上融合双切口sgRNA，减弱了MMR，使精准编辑产物被修复的概率降低。这与MLH1-RNAi的机制有共通之处。

图1 FLICK-PE新型引导编辑系统

研究团队进而用FLICK-PE系统精准编辑大豆EPSPS1a基因，引入TAP-IVS三重氨基酸突变，高效培育出可稳定遗传的基因编辑抗草甘膦大豆新种质，其主要农艺性状与野生型大豆无明显差异，但可耐受2倍工作浓度的草甘膦。

图2 FLICK-PE新型引导编辑系统编辑效率统计图

总之，FLICK-PE新型引导编辑技术的开发，在大豆中首次实现了PE系统的建立，也首次创制了基因编辑抗草甘膦大豆。该技术在其他双子叶植物中（如烟草）同样有效，为解决双子叶植物引导编辑效率低下提供了全新的策略，助力更多作物进入精准育种新时代。

图3 FLICK-PE新型引导编辑系统创制抗草甘膦大豆表型图

广州大学关跃峰教授为本论文的通讯作者，广州大学博士后柏梦焱、广州大学硕士生张洁萍、中国农业大学/广州大学联合培养博士生林文鑫为共同第一作者。这项工作得到了中国国家重点研发计划、博士后创新人才支持计划和生物育种-国家科技重大专项等项目资助。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-67046-3