本发明涉及基因工程领域，具体公开了细胞器基因组G至Y碱基编辑器及其应用方法；本发明建立了一种高编辑效率低脱靶效应的、适用于真核生物细胞器(包括叶绿体和线粒体)基因组的鸟嘌呤碱基编辑器系统(GBE)，实现G‑to‑Y(即G‑to‑T或G‑to‑C)碱基编辑，填补目前真核生物细胞器基因组鸟嘌呤碱基编辑技术和工具的空白，扩大碱基编辑器的靶向范围。首先利用转运肽和TALE阵列将碱基编辑器引导进入细胞器基因组靶位点，克服目前GBE只能靶向核基因组而不能靶向细胞器基因组的限制；其次利用工程化的N‑甲基嘌呤DNA糖基化酶蛋白(MPG)突变体实现G到Y碱基编辑，避免使用活性脱氨酶，从而降低由活性脱氨酶引起的可能脱靶效应。