D Shashibhushan 和 Ashish Reddy Muchanthula 摘要 植物育种是一门改变植物性状以产生所需特性的科学。为了改善与作物各种性状相关的农艺性状,已经使用了几种常规和分子方法,包括遗传选择、基于全基因组序列的方法、物理图谱和功能基因组工具。然而,使用可编程核酸酶和 CRISPR 相关 (Cas) 蛋白的基因组编辑技术的最新进展为新的植物育种时代打开了大门。因此,为了提高作物育种的效率,世界各地的研究人员正在使用新策略,例如快速育种、基因组编辑工具和高通量表型分析。在这篇综述中,我们总结了作物育种几个方面的最新发现,以描述植物育种实践从传统到现代快速育种的演变。 关键词:脱氧核糖核酸 (DNA)、核糖核酸 (RNA) CRISPR、基因沉默、基因组编辑、反向育种 简介 农业始于大约 10,000 年前。从那时起,人类在不知不觉中就选择植物来满足自己的需求。首先,只有自然界提供的性能最好的植物才会被选择和保留。自发出现的有用特性通过人类选择培育成某些作物,通常是违背自然选择的;因此,在没有任何科学方法的情况下进行植物育种。当时孟德尔遗传定律的知识还不为人所知。19 世纪末,孟德尔定律被发现,这加速了植物改良。1953 年,沃森和克里克提出了 DNA 双螺旋模型,大大增加了人们对遗传物质的理解。这是植物育种的一个重大转折,因为针对 DNA 的植物改良开始曝光,第一个是 20 世纪 60 年代的突变育种,后来是 20 世纪 80 年代的转基因技术。从那时起,遗传学科学从不同的 DNA 分析方法到标记辅助选择,突飞猛进。虽然已经发现了许多不同的技术,但它们仍然是独一无二的,每种技术都适用于特定情况。多种技术的出现为植物育种者提供了培育新品种所需的“工具”。为什么这是一个永无止境的过程?“植物育种是一个连续的过程”。这句话自古以来就没有过时。为了满足消费者的需求,植物育种在粮食安全和食品安全中发挥着重要作用。然而,由于人口的急剧增长,植物育种在全球范围内面临着食品质量和数量的问题。在这个快节奏的时代,消费者更喜欢即食食品,而营养质量却有所下降。此外,气候变化导致的天气条件变化正在导致高温和干旱胁迫;因此,世界各地的农民都面临着严重的产量损失。预计到 2050 年,世界人口将达到 100 亿。考虑到这一点,必须在有限的土地上利用有限的资源培育新品种。古老的植物育种实践虽然没有失去其重要性,但仅靠这些还不足以满足当前的粮食需求状况 (Raza et al ., 2019) [21] 。此外,植物育种也面临着自身的挑战。它的作用是创造新的等位基因组合,固定所需的等位基因并控制基因流动。考虑到上述标准,植物育种应该是一个永恒的关注和进步的主题。植物育种,从传统方法到如今与现代生物技术工具的结合,在过去几年中发展迅速。随着时间的推移,人们在为不同目的培育植物方面取得了许多进步。每一项进步,
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