Zusammenfassung Die globale Erwärmung verstärkt die landwirtschaftlichen Herausforderungen und erhöht die globale Nahrungsmittelnachfrage, wodurch traditionelle Pflanzenzüchtungsmethoden zunehmend unzureichend werden. Fortschrittliche biotechnologische Interventionen, insbesondere Technologien zur Genübertragung, bieten vielversprechende Alternativen; jedoch leidet die konventionelle Genübertragung in Pflanzen oft unter geringer Effizienz und erheblichen Einschränkungen. Diese Studie untersucht das Potenzial von Selen-Nanopartikeln (SeNPs), die häufig in der Gentherapie bei Säugetieren verwendet werden, zur Genübertragung in Pflanzen und vergleicht deren Leistung mit mit Polyethylenglykol funktionalisierten einkernigen Kohlenstoffnanoröhren (PEI-SWNTs), einem bekannten Genübertragungsvektor in Pflanzensystemen. Chemisch synthetisierte SeNPs (ca. 20 nm) und PEI-SWNTs wurden charakterisiert und auf Blätter und Wurzeln von Arabidopsis thaliana angewendet. Zwei DNA-Konstrukte, die das grüne fluoreszierende Protein (GFP) kodieren - ein Plasmidvektor (35S-eGFP-nosT) und ein lineares Gen-Kassettensystem - wurden verwendet, um die Effizienz der nanopartikelvermittelten Genübertragung zu bewerten. Die Phytotoxizität wurde anhand sichtbarer Symptome wie Chlorose und Nekrose bewertet, während der Erfolg der Übertragung durch GFP-Fluoreszenz und Genexpressionsanalysen gemessen wurde. SeNPs wiesen eine signifikant niedrigere Phytotoxizität auf als PEI-SWNTs. In Bezug auf die Genübertragung zeigten SeNPs eine höhere Effizienz beim Transport von linearen DNA-Konstrukten, während PEI-SWNTs effektiver bei der Übertragung von Plasmid-DNA waren. SeNPs zeigen erhebliches Potenzial als Gene Delivery-Vektoren in Pflanzen, insbesondere für lineare DNA, aufgrund ihrer reduzierten Toxizität und effektiven Aufnahme. Diese Ergebnisse heben das Potenzial von SeNPs für breitere Anwendungen in der Pflanzenbiotechnologie hervor und erfordern eine weitere Evaluierung in verschiedenen Pflanzenarten und genetischen Lasten.
Şener et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.