基因編輯技術，作為近年來飛速發展的基因工程方法，以其高效、精準的特性，為快速改變物種性狀開辟了新的途徑。而在作物育種領域，多基因編輯技術更是作為一種強有力的工具在作物育種中發揮著巨大的應用潛力。

多基因編輯技術

      多基因編輯技術是在CRISPR/Cas系統的基礎上發展而來的，它利用多個不同的gRNA，在細胞體內產生多靶向的Cas/gRNA復合體，從而實現對多個目標位置的編輯。這種技術通過在同一細胞內產生多位點的復合突變類型，達到了生物體多性狀設計的目的。

      艾迪晶生物的植物多基因編輯技術，在操作上有著獨特的優勢。它采用單獨的U6/U3啟動子來驅動單一的gRNA表達，每個gRNA都有單獨的啟動子進行轉錄，這種方式比利用核酶的自剪切效率更高。通過Overlapping PCR和Goldon Gate技術，可以簡單高效地獲得多個靶點組裝的表達盒，并將其組裝到表達載體中。這種表達載體設計還允許后續的亞克隆或Gibson克隆方式進行表達盒的二次組裝，從而不斷增加靶點，實現多靶點高效率基因編輯。具體表現在：

1. 表達盒組裝方式：艾迪晶生物的技術采用了特定的表達盒排列方式，這種方式能有效避免因重復序列復制而導致的表達盒丟失問題。

2. 表達盒結構：每個gRNA都有單獨的啟動子進行轉錄，提高了gRNA的產率，從而提高了多基因編輯的效率。

      由于多靶向gRNA產率的高效性和多靶向Cas/gRNA復合物的高效組裝，使得同時發生多靶點突變的效率大大提高。

                                                                                                                  央視”種業振興“欄目專題報道

      多基因編輯技術為生物育種帶來了革命性的變革，顯著加快了育種進程。通過精準編輯多個基因，該技術能夠迅速、大量地培育出具備多樣化優勢性狀的遺傳材料，不僅極大地提升了育種效率，還豐富了育種資源的多樣性。更重要的是，它為多性狀復合材料的創制提供了強大的技術支撐，讓我們能夠在更短的時間內培育出滿足加工和消費端定制化需求的新品種，為農業和食品產業的創新發展注入全新動力。

                                                                                                      多基因疊加系統

技術原理:

      多基因疊加系統（TGSII）是采用包括1類接受載體、2類供給載體、以及可選擇使用的能發生篩選標記自刪除的供給質粒，利用Cre/loxP重組系統和兩組突變型loxP的不可逆重組位點，在Cre酶作用下，以野生型loxP位點的重組來實現供給載體整合到接受載體中，然后一組突變型loxP的不可逆重組自動刪除供給載體的骨架，只留下目的基因在接受載體上；重復2類供給載體交替與接受載體的組裝，就能實現多基因的快速疊加。

技術優勢:

      在載體構建過程中傳統的酶切酶連受制于大片段的體外組裝的低效性，以及普通限制性內切酶位點的有限性，使得多次組裝過程容易受位點和片段大小的有限性而終止；使用Cre/loxP和Gateway兩個重組系統，和細菌交配輔助轉移的復雜方法實現帶供給載體和接受載體的兩種菌株間的基因轉移與融合，比較繁瑣復雜，在進行多基因組裝中使用仍然比較困難、費時費力、效率不高。

      艾迪晶采用的多基因疊加系統用Cre/loxP重組整合供給載體質粒到接受載體上，再用突變型loxP的不可逆重組自動刪除供給載體的骨架，操作在連接多個基因時比較簡單，效率高，多基因疊加系統對多基因工程和合成生物學的應用十分必要。

應用價值:

      多基因疊加系統不僅應用在生物工程中載體大片段多次組裝上，更適合應用在生物代謝合成過程；應用于特色生物育種和現代合成生物學產業。

實際案例:

1、紫晶米

      “紫晶米”是利用生物合成途徑創制的富含花青素的大米。利用多基因疊加TGS II載體系統導入花青素相關的轉錄因子組合以及代謝相關結構基因組合的策略，構建了一個具有10個相關功能基因的多基因疊加載體，使用由不同的胚乳特異啟動子調控花青素代謝相關基因，胚乳特異合成花青素。在粳稻和秈稻中實現了花青素在胚乳的特異合成，創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”是利用生物合成途徑創制的富含蝦青素的大米。利用多基因疊加系統把八氫番茄紅素合成酶基因（sZmPSY1）、八氫番茄紅素脫氫酶基因（sPaCrtI）、β-胡蘿卜素酮化酶基因（sCrBKT）和β-胡蘿卜素羥化酶基因（sHpBHY）四個類胡蘿卜素合成途徑的關鍵基因，利用水稻胚乳特異性啟動子，在水稻胚乳中重構了蝦青素的生物合成途徑，創造出富含蝦青素的紅色胚乳水稻“赤晶米”。