單堿基突變、基因插入等需要通過同源重組修復(fù)的方式進(jìn)行的CRISPR-Cas9基因編輯的整體效率還是需要進(jìn)一步提升的。農(nóng)桿菌產(chǎn)生的各種Vir蛋白是幫助T-DNA轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵。其中，VirD2蛋白能夠結(jié)合到Ti質(zhì)粒上，剪切LB和RB序列，形成T-DNA分子，并與T-strands的5段共價(jià)連接，形成單鏈DNA-蛋白復(fù)合體。同時(shí)，VirD2和VirE2的核定位信號會引領(lǐng)T-strands進(jìn)入植物細(xì)胞核。因此，聯(lián)合使用Cas9和VirD2蛋白能夠增加靶標(biāo)位點(diǎn)處的模板分子數(shù)量。

最近，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的研究人員將Cas9和農(nóng)桿菌中的VirD2蛋白融合。Cas9用來鎖定靶點(diǎn)并產(chǎn)生雙鏈斷裂，VirD2在斷裂點(diǎn)附近帶來修復(fù)模板以完成同源修復(fù)。研究者應(yīng)用該Cas9-VirD2融合蛋白成功對水稻OsALS基因進(jìn)行了編輯，獲得了除草劑抗性水稻;對OsCCD7基因進(jìn)行了編輯，改良了水稻株型。此外，還將HA抗原表位精準(zhǔn)插入到組蛋白去乙?；富騉sHDT位置，并與HDT融合表達(dá)。因此，Cas9-VirD2編輯系統(tǒng)能夠帶來高效的同源重組修復(fù)方式的基因編輯。