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CRISPR/Cas9系统具有构建简单、编辑效率高、容易实现多基因编辑等优势，现已成为应用最广泛的基因组编辑技术，在作物遗传改良和品种培育上具有重大应用潜力。目前，CRISPR/Cas9技术已成功应用于多种作物如水稻、玉米、小麦、大豆、番茄、柑桔和蘑菇的重要农艺性状遗传改良。经人工改造的CRISPR/Cas9系统主要由引导RNA (single guide RNA，sgRNA)和Cas9蛋白结构域组成。其中，Cas9蛋白负责切割靶DNA的双链。sgRNA起精确定位作用，其5′端前20个核苷酸碱基决定Cas9蛋白特异性切割基因组DNA的部位。但是，在设计特异识别位点时，必须考虑到Cas9识别位点的偏好性。它需要在20个核苷酸碱基识别位点的3’端基因组上含有一个高G区域，这个区域称为PAM（protospacer adjacent motif）结构，它的序列结构为-NGG。因此，在进行特异位点编辑，设计CRISPR靶向位点时，需要选择具有PAM结构的位置。这限制了CRISPR/Cas9技术在目标位置的应用，特别是对基因组中底GC含量的作物品种，可选择位点数目更少。随后，通过Cas9蛋白三维晶体结构的分析，对蛋白的核酸结合区域结构调整，使Cas9蛋白可以识别-NG的PAM结构（Cas9-NG）。这一技术的应用显著扩展了CRISPR/Cas9的应用范围。对于同一基因序列或核酸片段，可选择的位点的数量显著增多。另外，CRISPR/Cas9-NG系统可以结合不同的核苷酸脱氨酶，实现不同核苷酸之间的替换（A-G, C-T），完成核苷酸的单碱基编辑。