全球气候变化以及不利的非生物和生物因素正在限制农业生产力,因此加大了作物科学家在满足全球粮食供应日益增长的需求方面面临的挑战。通过植物育种将应用遗传学引入农业,促进了杂交品种的开发,提高了作物的生产率。然而,利用现有基因库开发新品种对作物育种者来说是一个挑战。基因工程有可能通过将新基因引入作物来拓宽遗传多样性。但将外来 DNA 随机插入植物的核基因组通常会导致转基因沉默。植物育种领域的最新进展包括开发一种称为基因组编辑的新型育种技术。基因组编辑技术已经成为一种强有力的工具,可以在基因组的特定位点精确修改作物基因组,这一直是植物育种者的长期目标。目标基因组的精确修改、基因组编辑植物中不存在外来 DNA 以及基因组修改方法更快更便宜是基因组编辑技术的显著特点,导致其在不到十年的时间内广泛应用于作物育种。本综述重点介绍通过精准基因组编辑在作物育种方面的进展。本综述包括:作物改良的不同育种方法概述;基因组编辑工具及其作用机制和最广泛使用的基因组编辑技术 CRISPR/Cas9 在作物改良中的应用,特别是用于改良农艺性状,例如抗病性、非生物胁迫耐受性、除草剂耐受性、产量和品质提高、减少抗营养物质和延长保质期;以及基因组编辑作物监管部门批准的最新情况。本综述还为通过精准基因组编辑开发高产气候适应性作物提供了启示。
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