Anwendung der CRISPR/Cas9-Genom-Editing-Technologie zur Verbesserung von Pflanzen, die in tropischen Klimazonen angebaut werden: Jüngste Fortschritte, Perspektiven und Herausforderungen

Die Weltbevölkerung wird bis 2050 voraussichtlich von 7,3 auf 9,7 Milliarden steigen. Schädlingsausbrüche und zunehmende abiotische Stressfaktoren aufgrund des Klimawandels stellen ein hohes Risiko für die tropische Pflanzenproduktion dar. Obwohl konventionelle Züchtungstechniken die Ernteproduktion und -erträge erheblich gesteigert haben, sind neue Ansätze erforderlich, um die Ernteproduktion weiter zu verbessern und die weltweit wachsende Nachfrage nach Nahrungsmitteln zu decken. Die Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)/Cas9 (CRISPR-assoziiertes Protein9) Genom-Editing-Technologie hat großes Potenzial gezeigt, um schnell auf neu auftretende Herausforderungen in der Landwirtschaft zu reagieren. Sie kann verwendet werden, um die Genomsequenz jedes Organismus, einschließlich Pflanzen, präzise zu modifizieren, um das gewünschte Merkmal zu erreichen. Im Vergleich zu anderen Genom-Editing-Tools wie Zinkfinger-Nukleasen (ZFNs) und transcriptional activator-like effector nucleases (TALENs) ist CRISPR/Cas9 schneller, kostengünstiger, präziser und hochgradig effizient im Bearbeiten von Genomen, selbst auf Multiplex-Ebene. Die Anwendung der CRISPR/Cas9-Technologie zur Bearbeitung des Pflanzen-Genoms gewinnt rasant an Bedeutung. CRISPR/Cas9 wird zu einem benutzerfreundlichen Werkzeug für die Entwicklung von nicht-transgenen, genom-editierten Pflanzen, um schädliche Auswirkungen des Klimawandels zu bekämpfen und die zukünftige Ernährungssicherheit einer wachsenden Bevölkerung in tropischen Ländern zu gewährleisten. Diese Übersicht aktualisiert das aktuelle Wissen und Potenzial von CRISPR/Cas9 zur Verbesserung von Pflanzen, die in tropischen Klimazonen angebaut werden, um Resilienz gegen neu auftretende Schädlinge und abiotische Stressfaktoren zu gewinnen.