Wetenschap
Het bevorderen van de gewasveredeling door middel van gerichte genoommodificatie
De moderne gewasveredeling betreedt een nieuw tijdperk van genoomontwerp, geleid door genoombewerkingstechnologieën als reguliere hulpmiddelen voor gerichte genoommodificatie.
In een recensie gepubliceerd in Nature Reviews Genetics Dr. Gao Caixia van het Instituut voor Genetica en Ontwikkelingsbiologie van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft de huidige vooruitgang beschreven van de technische innovatie op het gebied van bewerkingstools, de ontwikkeling van superieure leveringsmethoden en hun geavanceerde toepassingen in de gewasveredeling.
P>Gerichte technologieën voor genoommodificatie hebben een revolutie teweeggebracht in de methoden voor de veredeling van gewassen en de efficiëntie van de veredeling aanzienlijk verbeterd. Het begrijpen van de basisprincipes van gerichte hulpmiddelen voor genoommodificatie en de iteratieve strategieën die betrokken zijn bij het gebruik ervan is essentieel voor de toepassing ervan bij gewasverbetering.
In deze review introduceerde Gao's team systematisch verschillende hulpmiddelen voor het bewerken van genoom, variërend van het bewerken van enkele basen tot manipulatie van DNA-fragmenten die de kilobasen overschrijden. Het team concentreerde zich in het bijzonder op het samenvatten van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van nauwkeurige genoombewerkingstechnologieën, waaronder basisbewerking, prime editing en nauwkeurige manipulatietools voor grote DNA-fragmenten. Er wordt verwacht dat deze precisiegereedschappen cruciale fundamentele technologieën zullen worden voor toekomstig gewasonderzoek en veredelingstoepassingen.
Traditioneel wordt genetische verbetering van gewassen niet alleen beperkt door de precisie en schaal van genetische manipulatie-instrumenten, maar ook door uitdagingen zoals de lage efficiëntie van de levering en regeneratie van plantencellen. Deze review beschrijft de huidige toedieningsmethoden die worden gebruikt bij het bewerken van het plantengenoom, met de nadruk op technieken die de noodzaak van weefselkweek of transgenintegratie omzeilen, waardoor knelpunten in de levering worden overwonnen.
De onderzoekers presenteerden een uitgebreid overzicht van de transformerende rol van gerichte genoommodificatie-instrumenten in de moderne gewasveredeling, van het genereren van nieuwe elite-allelen tot het revolutioneren van gewasveredelingstechnologieën. Ze merkten ook op dat er lang wordt uitgekeken naar de toekomstige ontwikkeling en potentiële toepassingen van gerichte genoommodificatie-instrumenten in de gewasveredeling.
Gao's team stelde ook mogelijke toekomstige richtingen voor onderzoek naar genoombewerking voor, voorzag verschillende scenario's voor nauwkeurige gerichte modificatie van plantengenomen en besprak mogelijke uitdagingen bij de toepassing van genoom-bewerkte gewassen. Deze inzichten zullen bijdragen aan nieuwe perspectieven en overwegingen voor de toekomstige toepassing van gerichte genoommodificatietechnologieën in de gewasveredeling.