Ngày cập nhật 14 Tháng Mười Hai 2019
Chỉnh sửa bộ gen ở thực vật lĩnh vực này đã bùng nổ từ năm 2012 sau sự phát triển của hệ thống CRISPR/Cas9. Tùy thuộc vào kết quả mong muốn có thể đạt được chỉnh sửa bằng cách sử dụng các nucleotid theo trình tự, O0ligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM) hoặc trình chỉnh sửa cơ sở. Đây là cách tiếp cận đơn giản nhất và được báo cáo rộng rãi nhất là sử dụng các nucleotid đặc hiệu theo trình tự để phá vỡ các gen và tạo ra các đột biến loại trực tiếp. Tuy nhiên, phạm vi các đặc điểm định tính của lợi ích nông nghiệp có thể được thiết kế do sự gián đoạn gen là khá hạn chế.
Đối với nhiều tính trạng, đặc biệt là các tính trạng định lượng việc điều chỉnh chức năng hoặc biểu hiện gen là mong muốn hơn. Điều này đã đạt được bằng cách chuyển đổi các nucleotid đặc hiệu theo trình tự thành các bộ điều chỉnh phiên mã, bằng cách chỉnh sửa trực tiếp các vị trí điều tiết hoạt động của Cis trong gen, như đã được chứng minh gần đây trên cà chua. Mặc dù phương pháp này đòi hỏi nhiều nỗ lực phát triển và sàng lọc hơn để xác định, đánh giá các kiểu hình mong muốn, việc sửa đổi trình tự không mã hóa và kỹ thuật biến đổi tính trạng định lượng có thể là bước tiếp theo trong các ứng dụng chỉnh sửa bộ gen cho cây trồng thương mại.
Hiện tại có các bộ công cụ chỉnh sửa gen: Programmable Sequence-Specific Nucleases (CRISPR / Cas, zinc finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs), Base Editors, Oligonucleotide-Directed Mutagenesis là 5 kiểu chỉnh sửa gen đã được thực hiện trên cây trồng.
Hình ảnh: Sự khác nhau giữa các công cụ chỉnh sửa gen và tiềm năng đầu ra cho mỗi trường hợp
Việc sửa đổi chính xác các trình tự được chọn trước trong bộ gen thực vật cho thấy sự đa dạng di truyền và đẩy nhanh việc tạo ra các giống cải tiến, đặc biệt là trong các cây trồng đa bội, nếu không thì phải trải qua các chương trình lai tạo dài và sàng lọc. Do đó, sự phát triển và ứng dụng các công cụ chỉnh sửa bộ gen trong những năm gần đây đã cách mạng hóa nghiên cứu cơ bản trong sinh học thực vật và tạo ra các giống cây trồng mới. Mặc dù cơ sở phân tử của chỉnh sửa bộ gen ở thực vật đã được thảo luận toàn diện trong tài liệu, các khía cạnh thực tế đã nhận được tương đối ít chú ý. Theo đó, trong bài viết này, chúng tôi nhấn mạnh một số khía cạnh kỹ thuật và thực tế của các công nghệ chỉnh sửa bộ gen để cải tiến cây trồng.
Khi tất cả các rào cản kỹ thuật đã được khắc phục và nếu một loại cây trồng được chỉnh sửa bộ gen cuối cùng đã sẵn sàng để đưa ra thị trường, sản phẩm này phải tuân thủ các nghĩa vụ pháp lý bao gồm ghi nhãn, truy xuất nguồn gốc, khác nhau giữa các quốc gia. Vì không thể xác định quá trình tạo đột biến, giám sát thị trường và thương mại quốc tế đối với các sản phẩm chỉnh sửa bộ gen sẽ là một thách thức đáng kể.
Nguồn: ncbi.nlm.nih.gov
