本发明公开了一种融合蛋白及含有其的由双脱氨酶介导的碱基编辑系统和应用.所述融合蛋白包括核酸酶,胞嘧啶脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶,所述核酸酶包括含有D10A突变的SpCas9蛋白.本发明所述融合蛋白能够和sgRNA形成复合物组成由双脱氨酶介导的碱基编辑系统,在该系统中,sgRNA与融合蛋白形成复合物后,sgRNA能引导融合蛋白对靶序列进行识别和切割,并发生类型多样的碱基编辑.使用本发明的碱基编辑系统,可以高效地实现包括CtoG,CtoT,CtoA和AtoG等多类型的单碱基转换或多碱基的同时转换,以及多个碱基的随机插入或删除.表明该系统可用于构建基因饱和突变文库或研究特定细胞类群的发育轨迹.