大农化网报道： 2026年10月20日，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队在Trends in Biotechnology在线发表题为From genome editing to chromosome engineering in plants的综述，系统总结了植物大片段基因组工程四大技术体系，剖析技术优势和局限性、应用场景，并探讨人工智能赋能染色体工程的发展路径，展望植物基因组理性设计的未来方向。
实现大尺度DNA的靶向精准删除、插入、替换、重复、倒位、易位，长期以来是植物生物技术领域的关键难题，制约作物复杂性状改良与植物合成生物学发展。该综述根据驱动DNA重排的核心机制，将植物大片段基因组编辑技术划分为四大类：双链断裂依赖编辑、引导编辑、重组酶介导编辑和转座酶介导编辑，并基于现有研究的具体案例系统对比各类工具的优势和局限性。综述进一步总结了植物大片段基因组工程的核心应用方向，包括重编程基因表达、内源蛋白标签标记、靶向基因堆叠、操控遗传连锁、核型工程和多重基因组编辑。
文章重点阐述人工智能正在加速推动大片段编辑技术迭代升级。AI已被用于新型编辑酶挖掘、全新转座系统的从头设计、重组酶有益突变预测以及DNA供体模板设计等方面，大幅缩小″设计‑构建‑测试‑学习″循环的实验筛选范围。文章同时指出，目前植物领域仍然缺少专门针对植物基因组的修复结果预测模型，高质量标准化数据集是未来重要基础。
植物大片段基因组工程的未来方向
面向未来，文章描绘三大交叉发展方向：
持续迭代现有工具、开发全新编辑系统、攻克超大DNA递送难题；
赋能精准育种，实现基因组语言解析指导大片段编辑的预测设计，构建高通量大片段编辑突变体库；
服务植物合成生物学，完成代谢通路组装、智能响应植物创制、基因组精简与植物人工染色体构建，最终推动植物研究从″基因组编辑″迈向″染色体工程″，实现植物基因组的理性设计。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016777992600418X
