使用 CRISPR-Cas 核糖核蛋白 (RNPs) 转染递送基因组编辑试剂比基于质粒 DNA 的递送方法具有多种优势,包括减少脱靶编辑效应、减轻非天然 DNA 片段的随机整合、不依赖载体构建以及监管限制较少。与在动物系统中的使用相比,RNP 介导的基因组编辑在植物中仍处于早期发展阶段。在本研究中,我们建立了一个高效、简化的基于原生质体的 CRISPR-Cas RNP 递送基因组编辑平台,然后评估了六种 Cas9 和 Cas12a 蛋白的效率、特异性和温度敏感性。我们的结果表明,Cas9 和 Cas12a RNP 递送在不同温度条件下(22°C、26°C 和 37°C)均导致基因组编辑频率(8.7 – 41.2%),并且没有明显的温度敏感性。 LbCas12a 通常表现出最高的活性,而 AsCas12a 表现出更高的序列特异性。CRISPR-Cas RNPs 在 22° 和 26°C(植物转化和组织培养的首选温度)下的高活性导致原生质体再生愈伤组织和在下一代恢复可遗传突变体的植物中具有高诱变效率(34.0 – 85.2%)。这种 RNP 递送方法进一步扩展到菥蓂 ( Thlaspi arvense )、大豆 ( Glycine max ) 和狗尾草,诱变频率高达 70.2%。总之,这项研究为选择 RNP 试剂以实现植物中有效的无转基因基因组编辑提供了启示。