华中农业大学讯（通讯员 张云霞 陈斌）3月12日下午，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞做客“硕彦讲坛”，带来题为Precision Engineering of Crop Genomes的专题报告，500余名师生共同聆听。我校生命科学技术学院院长李兴旺教授主持报告会。
高彩霞带来题为Precision Engineering of Crop Genomes的专题报告（学通社记者 张颢灜 摄）
讲座伊始，高彩霞指出全球农业生产当前面临的三大核心挑战：人口持续增长带来的粮食需求增加、极端气候频发要求作物适应恶劣环境，以及长期追求高产导致的作物遗传多样性减少。“尽管野生植物资源十分丰富，但真正的主要粮食作物仅有50余种，大量的资源仍有待进一步研发。”她表示，传统育种技术存在周期长、精准度不足、可设计性弱等局限，而以基因编辑、定向进化、人工智能为核心的现代技术，正为作物精准育种带来全新的发展机遇。高彩霞介绍，他们团队长期聚焦作物基因组精准改良研究，形成了精准基因组编辑技术、蛋白定向进化、植物再生与递送系统、育种新策略与性状创新四大核心方向。高彩霞重点分享了其团队在精准基因组编辑与蛋白定向进化领域的最新突破性成果与科研思考。
高彩霞教授讲解要点（学通社记者 张颢灜 摄）
在精准基因组编辑技术板块，高彩霞从底层工具挖掘、技术机制解析、全尺度基因编辑体系构建三个维度，系统讲解了团队搭建的作物基因组多尺度精准编辑完整技术体系，带来多项原创性突破。他们从CRISPR-Cas系统的演化起底，耗时7年解析了Type V型CRISPR-Cas12系统从TnpB转座子的多分支独立演化路径，发现全新核酸酶家族TranC。其家族成员经结构解析和改造后，在多物种中展现出优异编辑活性，为基因组编辑提供了全新底层工具。而针对单碱基编辑易脱靶、作物适配性差的行业痛点，他们率先明确脱氨酶介导的随机脱靶效应机制，开发配套检测体系与高效编辑器；同时创新性采用AI结构预测与聚类策略，发现全新活性脱氨酶分支，开发出系列新型碱基编辑器，突破了碱基编辑器在大豆等作物中难以编辑的瓶颈。围绕全尺度精准操作目标，团队优化引导编辑系统提升编辑效率，首创PrimeRoot大片段精准编辑系统，最终建成覆盖单碱基替换到染色体结构变异的全尺度基因组编辑技术体系。
师生认真听报告（学通社记者 张颢灜 摄）
在蛋白定向进化板块，高彩霞重点分享了团队开发的植物体内定向进化系统GRAPE，并介绍了AI辅助蛋白进化模型的相关成果。
针对植物中缺乏体内蛋白定向进化的核心难题，团队开发了基于病毒滚环复制的GRAPE系统，该系统利用双生病毒滚环复制DNA在植物细胞中的快速复制特性，将目标蛋白的功能活性与病毒复制效率直接偶联，在烟草叶片中数天内即可完成高量级突变体的富集与筛选，大幅缩短了植物蛋白定向进化的周期。利用该系统，团队成功对水稻抗稻瘟病免疫受体Pikm-1进行定向进化，创制出具有广谱抗稻瘟病特性的新等位基因，为作物抗病育种提供了全新的基因资源。
高彩霞饱含深情地介绍了这项成果背后一名博士研究生长达七八年的科研坚守：开始选题时主动请缨担当新方向，在课题推进漫长过程中，课题组其他成员相继发表高水平论文、斩获各类学术奖项，而这名同学始终不为外界所扰，潜心钻研、屡战屡败、屡败屡战，最终啃下了这块“硬骨头”。
高彩霞在分享成果的过程中，每次提及团队的研究生都充满了关心和自豪。她强调，好的科研想法不一定来自于老师，资深科研工作者既要做技术创新的引领者，更要做青年人才的守护者与引路人，青年人才的定力与成长意识，是国家科研发展最坚实的根基。
此外，高彩霞还强调了人工智能技术发展对生物学研究重要作用，她介绍了团队开发的AI蛋白突变预测平台AiCE，为蛋白工程化改造提供了高效的AI辅助设计系统。
报告结束后，现场师生提问踊跃，交流氛围热烈。提问聚焦基因编辑技术落地实操中的核心痛点，围绕双子叶作物引导编辑效率偏低、不同物种编辑体系的适配性优化、精准编辑操作的关键步骤把控、编辑工具递送效率瓶颈等问题展开了深入交流，高彩霞为在场师生带来了兼具理论深度与实践价值的指导。
审核人：赵希庆
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