Modern växtförädling går in i en ny era av genomdesign, ledd av genomredigeringsteknologier som vanliga verktyg för riktad genommodifiering.

I en recension publicerad i Nature Reviews Genetics , Dr. Gao Caixia från Institutet för genetik och utvecklingsbiologi vid den kinesiska vetenskapsakademin har beskrivit de nuvarande framstegen för den tekniska innovationen inom redigeringsverktyg, utvecklingen av överlägsna leveransmetoder såväl som deras avancerade tillämpningar inom växtförädling.

Riktade genommodifieringsteknologier har revolutionerat metoderna för förädling av grödor och avsevärt förbättrat förädlingseffektiviteten. Att förstå de grundläggande principerna för målinriktade genommodifieringsverktyg och de iterativa strategier som är involverade i att använda dem är avgörande för att de ska kunna användas vid förbättring av grödor.

I den här recensionen introducerade Gaos team systematiskt olika genomredigeringsverktyg, allt från redigering av en enda bas till manipulering av DNA-fragment som överstiger kilobaser. Speciellt fokuserade teamet på att sammanfatta de senaste framstegen inom exakt genomredigeringsteknik, inklusive basredigering, prime-redigering och exakta manipuleringsverktyg för stora DNA-fragment. Dessa precisionsverktyg förväntas bli viktiga grundläggande teknologier för framtida grödaforskning och förädlingstillämpningar.

Traditionellt har genetisk förbättring av grödor begränsats inte bara av precisionen och omfattningen av genetiska manipulationsverktyg utan också av utmaningar som den låga effektiviteten av växtcelltillförsel och regenerering. Den här recensionen beskriver de nuvarande leveransmetoderna som används vid redigering av växtgenom, med tonvikt på tekniker som kringgår behovet av vävnadsodling eller transgenintegration, och därmed hjälper till att övervinna leveransflaskhalsar.

Forskarna presenterade en omfattande översikt över den transformativa rollen av målinriktade genommodifieringsverktyg i modern växtförädling, från att generera nya elitalleler till revolutionerande växtförädlingsteknik. De noterade också att den framtida utvecklingen och potentiella tillämpningarna av målinriktade genommodifieringsverktyg är mycket efterlängtade inom växtförädling.

Gaos team föreslog också möjliga framtida riktningar för genomredigeringsforskning, föreställde olika scenarier för exakt riktad modifiering av växtgenom och diskuterade potentiella utmaningar i tillämpningen av genomredigerade grödor. Dessa insikter kommer att bidra till nya perspektiv och överväganden för den framtida tillämpningen av riktade genommodifieringstekniker i växtförädling.

Mer information: Boshu Li et al, Målinriktade genommodifieringsverktyg och deras avancerade tillämpningar inom växtförädling, Nature Reviews Genetics (2024). DOI:10.1038/s41576-024-00720-2

Journalinformation: Naturrecensioner Genetik

Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences