近日，中國科學家在《自然—植物》發表*新研究成果，利用引導編輯技術首次在水稻中實現定向進化，并創制了可供育種的新種質。“我們的工作證明人工進化相對于自然選擇存在一定優勢，這可以讓作物改良的進程大大加快。”論文通訊作者、安徽農業科學院研究員魏鵬程說。

中國農業科學院中國水稻研究所研究員王克劍表示，相較于CRISPR靶向突變和單堿基編輯技術，引導編輯技術提供了關鍵功能位點的人工進化新方法。

“早期的基因編輯方法(靶向突變)只能在某個片段上產生一個突變，也就是說能控制突變的位置，而不能控制突變的形式。”魏鵬程說，其他傳統理化誘變等技術也無法控制突變形式。

遺傳變異是作物育種基礎。魏鵬程介紹，盡管近年來功能基因組研究為作物分子育種提供了大量主效改良位點、基因，但由于傳統誘變靶向性不足、突變隨機性較大等技術問題，在多數情況下，挖掘和鑒定這些主效基因*適于生產的等位型仍較為困難。

在研究水稻抗除草劑基因的過程中，有很多突變是天然產生的。“但我們不知道這些天然突變是不是*適合的突變。”魏鵬程說，比如一個突變可以讓水稻具有抗除草劑性狀，但也可能同時造成了生長緩慢，甚至產量下降。

“引導編輯技術具有將目標氨基酸突變為其他19種氨基酸的能力，從而提供了關鍵功能位點的人工進化新方法。”王克劍說，這實際上加快了進化速度。

這實際上是一種定向進化。魏鵬程解釋說，定向進化是在實驗室中在分子水平模擬自然進化過程。也就是根據需求，針對目的蛋白人為制造大量的突變并給予選擇壓力，篩選出具有期望特征的變異型，進而解決生產問題。

“我們篩選到了自然界中不存在的，甚至通過理化誘變和基因編輯也難以創制出來的位點。”魏鵬程說，這證明人工進化方法相對于自然選擇的確存在優勢。

王克劍說，該研究也為充分挖掘重要基因新等位型，突破現有種質資源限制，根據生產需求人工“定制”優異性狀提供了新思路。

論文**作者許蓉芳表示，現有的引導編輯系統的效率還比較低，選擇基因位點時需要其他的一些輔助手段，如抗性篩選等，來減少工作量。隨著引導編輯系統效率的提高，這一方法將用于更多其他功能基因的定向進化。

相較于其他方法，“通過人工進化，我們篩選到的這些水稻的內源位點，有可能很快就能直接用在生產上，幫助實現水稻綠色生產模式。”魏鵬程說。