Редактирование генома CRISPR/Cas и точная селекция растений в сельском хозяйстве

Для расширения доступа к питательной пище во всем мире срочно необходимо повысить сельскохозяйственное производство с помощью инновационных селекционных технологий. Недавние достижения в области редактирования генома CRISPR/Cas позволяют эффективно вносить направленные модификации в большинстве культур, что обещает ускорить улучшение сортов. В данном обзоре рассматриваются достижения CRISPR/Cas9 и его вариантов и анализируются их применения в редактировании генома растений и связанных манипуляциях. Особое внимание уделено инструментам базового редактирования (base editing), позволяющим целевые нуклеотидные замены, и описаны различные системы доставки, в частности бесДНКовые методы, которые связали редактирование генома с селекцией культур. Подведены итоги применения редактирования генома для улучшения признаков, разработки методов тонкой настройки регуляции генов, стратегий селекции вирусоустойчивости и использования высокопроизводительных библиотек мутантов. Обрисованы перспективы редактирования генома в растительной синтетической биологии и одомашнивании, совершенствования систем доставки, точности редактирования, ремонта, направленного по гомологии, и генных драйвов. Наконец, обсуждаются проблемы и возможности точной селекции растений и её перспективное будущее в сельском хозяйстве.