基因编辑技术，作为近年来飞速发展的基因工程方法，以其高效、精准的特性，为快速改变物种性状开辟了新的途径。而在作物育种领域，多基因编辑技术更是作为一种强有力的工具在作物育种中发挥着巨大的应用潜力。

多基因编辑技术

      多基因编辑技术是在CRISPR/Cas系统的基础上发展而来的，它利用多个不同的gRNA，在细胞体内产生多靶向的Cas/gRNA复合体，从而实现对多个目标位置的编辑。这种技术通过在同一细胞内产生多位点的复合突变类型，达到了生物体多性状设计的目的。

      艾迪晶生物的植物多基因编辑技术，在操作上有着独特的优势。它采用单独的U6/U3启动子来驱动单一的gRNA表达，每个gRNA都有单独的启动子进行转录，这种方式比利用核酶的自剪切效率更高。通过Overlapping PCR和Goldon Gate技术，可以简单高效地获得多个靶点组装的表达盒，并将其组装到表达载体中。这种表达载体设计还允许后续的亚克隆或Gibson克隆方式进行表达盒的二次组装，从而不断增加靶点，实现多靶点高效率基因编辑。具体表现在：

1. 表达盒组装方式：艾迪晶生物的技术采用了特定的表达盒排列方式，这种方式能有效避免因重复序列复制而导致的表达盒丢失问题。

2. 表达盒结构：每个gRNA都有单独的启动子进行转录，提高了gRNA的产率，从而提高了多基因编辑的效率。

      由于多靶向gRNA产率的高效性和多靶向Cas/gRNA复合物的高效组装，使得同时发生多靶点突变的效率大大提高。

                                                                                                                  央视”种业振兴“栏目专题报道

      多基因编辑技术为生物育种带来了革命性的变革，显著加快了育种进程。通过精准编辑多个基因，该技术能够迅速、大量地培育出具备多样化优势性状的遗传材料，不仅极大地提升了育种效率，还丰富了育种资源的多样性。更重要的是，它为多性状复合材料的创制提供了强大的技术支撑，让我们能够在更短的时间内培育出满足加工和消费端定制化需求的新品种，为农业和食品产业的创新发展注入全新动力。

                                                                                                      多基因叠加系统

技术原理:

      多基因叠加系统（TGSII）是采用包括1类接受载体、2类供给载体、以及可选择使用的能发生筛选标记自删除的供给质粒，利用Cre/loxP重组系统和两组突变型loxP的不可逆重组位点，在Cre酶作用下，以野生型loxP位点的重组来实现供给载体整合到接受载体中，然后一组突变型loxP的不可逆重组自动删除供给载体的骨架，只留下目的基因在接受载体上；重复2类供给载体交替与接受载体的组装，就能实现多基因的快速叠加。

技术优势:

      在载体构建过程中传统的酶切酶连受制于大片段的体外组装的低效性，以及普通限制性内切酶位点的有限性，使得多次组装过程容易受位点和片段大小的有限性而终止；使用Cre/loxP和Gateway两个重组系统，和细菌交配辅助转移的复杂方法实现带供给载体和接受载体的两种菌株间的基因转移与融合，比较繁琐复杂，在进行多基因组装中使用仍然比较困难、费时费力、效率不高。

      艾迪晶采用的多基因叠加系统用Cre/loxP重组整合供给载体质粒到接受载体上，再用突变型loxP的不可逆重组自动删除供给载体的骨架，操作在连接多个基因时比较简单，效率高，多基因叠加系统对多基因工程和合成生物学的应用十分必要。

应用价值:

      多基因叠加系统不仅应用在生物工程中载体大片段多次组装上，更适合应用在生物代谢合成过程；应用于特色生物育种和现代合成生物学产业。

实际案例:

1、紫晶米

      “紫晶米”是利用生物合成途径创制的富含花青素的大米。利用多基因叠加TGS II载体系统导入花青素相关的转录因子组合以及代谢相关结构基因组合的策略，构建了一个具有10个相关功能基因的多基因叠加载体，使用由不同的胚乳特异启动子调控花青素代谢相关基因，胚乳特异合成花青素。在粳稻和籼稻中实现了花青素在胚乳的特异合成，创造出具有高抗氧化活性的紫色胚乳水稻“紫晶米”。

2、赤晶米

      “赤晶米”是利用生物合成途径创制的富含虾青素的大米。利用多基因叠加系统把八氢番茄红素合成酶基因（sZmPSY1）、八氢番茄红素脱氢酶基因（sPaCrtI）、β-胡萝卜素酮化酶基因（sCrBKT）和β-胡萝卜素羟化酶基因（sHpBHY）四个类胡萝卜素合成途径的关键基因，利用水稻胚乳特异性启动子，在水稻胚乳中重构了虾青素的生物合成途径，创造出富含虾青素的红色胚乳水稻“赤晶米”。