为了解决在培育复合性状转基因作物中分散的转基因位点增多给育种工作带来的困难，区永祥课题组在2014发表的文章中报道了一种利用Bxb1和Cre重组酶进行转基因定点整合的方法。该方法可使新的性状基因插入到已有的转基因位点上，保证所有的转基因能“打包”式地传递给后代 (Hou et al., 2014 Molecular Plant 7:1756-1765)。然而随着时代的发展，旧的转基因可能不再需要，那么人们可以怎么做呢？针对这个问题，博士后陈伟强、前博士研究生Gurminder Kaur等，再次利用Bxb1和Cre重组酶系统尝试了新旧转基因的替换。他们在具有att和lox序列的多基因整合株系上（图1a），通过Bxb1-att系统首先叠加了一个带有新基因OsO3L2-2B和lox位点的载体（图1b）得到（图1c），然后利用Cre-lox重组技术，将旧基因簇gus-gfp-luc和叠加载体上包括筛选标记npt在内的非必需序列全部删去，形成（图1d）或（图1e）的结构，即完成了新旧转基因的替换。由于完成替换后的株系还含有att和lox序列，这就意味着新基因的叠加和替换可以在需要时继续进行下去。这个转基因替换系统的出现大大增加了多基因分子育种的灵活性，而由于Bxb1和Cre重组酶的使用不受专利限制，更有利于此育种技术的自由使用并大大提高产品商品化的可能性。
该工作由陈伟强和Gurminder Kaur（共同第一作者）等人在区永祥研究员（通讯作者）的指导下完成，并以题为“Replacement of stacked transgenes in planta”发表于影响因子为6.8 的SCI杂志Plant Biotechnology Journal (2019): 1–3上。我园为第一完成单位。该研究获得了国家重点研发计划项目（2016YFD0101904）和中国科学院前沿科学重点研究项目（QYZDY-SSW-SMC010）的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/pbi.13172
图1 Bxb1和Cre介导的转基因替换