作物改良のための遺伝子組換え操作の三つの戦略

異種遺伝子の異所的発現、内因性遺伝子の過剰発現、及び望ましくない遺伝子の発現抑制は、作物改良のための遺伝子組換え操作の三つの戦略です。2020年までに、商業リリースのために世界中で承認された作物の個別遺伝子組換えイベントのうち、ほとんど（227）を第一の戦略で開発されています。そのうち38は、アンチセンスまたは二本鎖RNAを転写する合成配列によって変換され、3つは望ましくない遺伝子の発現抑制のための変異コピーによって変換されました（第三の戦略）。第一および第三の戦略によって、除草剤や殺虫剤への抵抗性が著しく向上し、栄養品質も改善された数百の遺伝子組換えイベントと数千の品種が開発され、商業リリースが承認されています。これらの適用により、合成殺虫剤の使用が大幅に減少し、作物生産コストが低下し、作物の収量と農家の利益が増加しました。しかし、内因性遺伝子を過剰発現させるイベントのほとんどはテスト段階にとどまっており、1つは生殖力復元のため、もう1つは除草剤耐性のピラミッド化のためです。恒常的プロモーターの制御下で異種遺伝子を異所的に発現させることによって与えられる新しい機能は、通常、受容体作物自体に欠如しているか、異なる経路で機能します。ただし、過剰発現する内因性遺伝子によってコードされる内因性タンパク質は、機能的に冗長で置き換え可能な経路と複雑なネットワークで調節されており、望ましい表現型を著しく与えることは困難です。異種遺伝子の異所的発現とRNA干渉およびCRISPR/Casによる望ましくない遺伝子の発現抑制が、作物の遺伝子組換え改善のために内因性遺伝子の過剰発現より優れていると結論付けられます。