2017年谈家桢生命科学奖创新奖获得者
高彩霞研究员
中国科学院遗传与发育生物学研究所
高彩霞研究员引领植物基因组编辑技术创新，推动精准植物育种的发展与应用，创制有助于植物遗传和育种改良的种质资源了，促进CRISPR基因组编辑技术在整个植物科学界的推广使用。
学习及工作简历
1997年获中国农业大学博士学位
1997年-1998年丹麦DLF-Trifolium公司从事博士后研究
1998-2009年9月任丹麦DLF-Trifolium公司科研部研发科学家
2009年9月回国，在中科院遗传发育所植物细胞与染色体工程国家重点实验室任研究员、课题组长，现任研究所基因组编辑中心主任
2010年入选中国科学院“杰出技术人才”。
目前任国家农业转基因生物安全委员会委员、国际期刊 Genome Biology和Journal of Genomics and Genetics编委、旱区作物逆境生物学国家重点实验室学术委员、小麦玉米作物学国家重点实验室学术委员、作物育种技术创新与集成国家重点实验室学术委员。
主要研究成果包括以下几方面：
第一， 引领植物基因组编辑学科的发展。通过成功地研发一系列以CRISPR/Cas9为基础的基因敲除、基因插入、基因替换和单碱基点突变的方法，推动了CRISPR基因组编辑技术在整个植物科学界的推广使用。
1. 首次建立植物CRISPR/Cas9基因组编辑技术体系，并获得世界首株CRISRP编辑植物。利用CRISPR-Cas系统定点突变了水稻和小麦两个作物的OsPDS和TaMLO等5个基因。同时，通过同源重组DNA修复途径，利用单链寡核苷酸DNA(ssDNA)作为模板，在基因特定位点精确插入12bp两个限制性内切酶识别序列。该研究首次证实CRISPR-Cas系统能够用于植物的基因组编辑。研究于2013年8 月发表在Nature Biotechnology (2013, 31: 686-688)杂志上。Science 杂志高度评价了该工作在基因组编辑中的贡献(Science, 2013, 341: 833-836)。研究制备的CRISPR载体已释放到400多家实验室(来源于美国、菲律宾、日本、比利时、韩国、法国、英国、德国、中国、印度、新加坡、荷兰、西班牙等)，在全球范围内获得应用。获得了水稻、小麦、玉米CRISPR/Cas基因定点改造体系的技术发明专利3项。
2. 建立了植物基因组单碱基编辑方法(Nature Biotechnology 2017)。利用Cas9变体(nCas9-D10A)融合大鼠胞嘧啶脱氨酶(rAPOBEC1)和尿嘧啶糖基化酶抑制剂(UGI)，构成了高效的植物单碱基编辑系统nCas9-PBE，成功地在三大重要农作物(小麦、水稻和玉米)基因组中实现高效、精确的单碱基定点突变。nCas9-PBE技术无需在基因组的靶位点产生DNA双链断裂(DSB)，也无需供体DNA的参与，具有简单、广适、高效的特点。nCas9-PBE单碱基编辑系统成功建立和应用，为高效和大规模创制单碱基突变体提供了一个可靠方案，为作物遗传改良和新品种培育提供了重要技术支撑。研究结果于2017年2 月在线发表在Nature Biotechnology (doi:10.1038/nbt.3811)杂志上。申请国内专利一项。
3. 利用非同源末端连接修复方式在水稻中建立了基于CRISPR/Cas9技术的基因替换以及基因定点插入体系，实现了水稻内源OsEPSPS基因保守区两个氨基酸的定点替换(T102I和P106S, TIPS)，在T0代获得了TIPS定点替换的杂合体，对草甘膦具有抗性。研究结果于2016年9月在线发表在Nature Plants (2016, 2: 16139)杂志上。该论文入选F1000 Prime。申请国际专利一项。
第二， 创制重要的种质资源及抵抗病毒策略。
1. 利用基因组编辑技术首次在六倍体小麦中对TaMLO基因的三个拷贝同时进行了突变，获得了对白粉病具有广谱抗性的小麦材料，创制出了广谱抗白粉病的育种新材料，为小麦基因功能研究、育种新材料创制与品种培育提供了全新思路和技术路线。研究成果2014年发表在Nature Biotechnology (2014, 32: 947-951.)。该论文入选F1000 Prime。该论文入选Nature Biotechnology创刊20周年最具影响力的20篇论文，是唯一入选的植物科学方面的文章。申请国际专利一项。
2. 通过编辑水稻中的OsBADH2基因，获得了具有香味的、可稳定遗传的稻米材料，同时也证明该方法可用于改造其它当家水稻品种的品质，提高稻米的商业价值。该研究成果2015年发表在Plant Biotechnology Journal (2015, 13, 791-800)。获得国内专利一项。
3. 将CRISPR切割系统引入植物，首次建立了植物DNA病毒防御体系，对抗DNA病毒作物新品种的培育具有重要指导意义。该研究以甜菜严重曲顶病毒BSCTV为模式病毒，分别选取模式植物本氏烟和拟南芥为寄主材料。首先利用本氏烟注射表达系统，建立了高效的抗病毒sgRNA活性筛选体系，并在瞬时转染植物及转基因植物中同时证明，向植物中引入高效的CRISPR/Cas系统能够有效的抑制BSCTV在寄主植物中的积累。靶位点的突变分析表明该系统能特异性切割病毒DNA。研究结果于2015年9 月在线发表在Nature Plants (2015, 1: 15144)杂志上。Nature、Nature Plants、Genome Biology、Nature Review of Molecular Cell Biology均对研究策略和方法进行了肯定，并认为该研究对培育抗DNA病毒的作物具有指导意义。申请国际专利一项。
第三， 推动精准植物育种的发展与应用。建立起以DNA-Free基因组编辑为核心的生物安全的作物基因组编辑育种技术体系。通过对CRISPR/Cas9的DNA、RNA或蛋白质瞬时表达体系的研究，在小麦中成功建立了不含任何外源DNA插入的作物基因组编辑育种技术。准确和安全的植物基因组编辑的新技术路线保证了精准植物育种的实现。该研究成果分别于2016年和2017年发表在Nature Communications (2016, 7: 12617和2017, 8: 14261)杂志上。其中对CRISPR/Cas9的蛋白质瞬时表达体系的研究论文入选F1000 Prime。Genome Biology撰文对该工作进行了高度评价。该工作申请国际专利两项。
