พืชที่ได้ไม่ชะลอการเจริญเติบโตเมื่อเกิดภัยแล้งในช่วงออกดอกและเมล็ดออกเร็ว

ซึ่งส่งผลให้ผลผลิตธัญพืชเพิ่มขึ้นในแปลงนาภายใต้สภาวะแห้งแล้งเล็กน้อยการแก้ไขจีโนมไม่ใช่เรื่องง่ายเหตุผลสำคัญที่ทำให้นักวิจัยประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้ HDR เพื่อแทนที่ลำดับโปรโมเตอร์ในข้าวโพดคือความพร้อมใช้งานของวิธีการที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนแปลงต้นข้าวโพด นอกจากนี้ พันธุศาสตร์อย่างง่าย (diploid) และการมีอยู่ของลำดับจีโนมดีเอ็นเอคุณภาพสูงก็มี

ส่วนทำให้การทดลองตัดต่อยีนในข้าวโพดประสบความสำเร็จ

เป็นที่ชัดเจนว่าวิธีการเปลี่ยนแปลง (ที่เหมาะสมที่สุด) ข้อมูลทางพันธุศาสตร์และจีโนมอย่างง่ายขาดหายไปสำหรับพืชผลขนาดเล็กจำนวนมาก รวมถึงพืชสวนหลายชนิดเรเน่ สมัลเดอร์สเพียงเพื่อแสดงให้เห็นว่าความท้าทายใดที่เราอาจพบเมื่อทำการแก้ไขจีโนมในพืชผลขนาดเล็ก เราได้ร่างความพยายามที่จำเป็นสำหรับโครงการแก้ไขจีโนมในดอกเบญจมาศ ซึ่งเป็นเฮกซาพลอยด์ประดับที่มุ่งทำลาย

การทำงานของยีนเดี่ยว เนื่องจากไม่มีลำดับจีโนม

จุดเริ่มต้นของเราคือข้อมูลลำดับการถอดรหัสที่มีอยู่ เราขยายลำดับจีโนมดีเอ็นเอที่สอดคล้องกับลำดับการเข้ารหัสแบบสั้นของยีนเป้าหมายของเรา แต่ปรากฎว่ามีอินตรอนจำนวนมาก เพิ่มขึ้นถึง 6 กิโลไบต์ ยิ่งไปกว่านั้น เราค้นพบว่ามียีนพาราโลกัสสองยีน ซึ่งบอกเป็นนัยว่าในสปีชีส์เฮกซะพลอยด์ทั้งหมด 2×6=12 อัลลีลจำเป็นต้องถูกลบออกเพื่อให้ได้การทำงานของยีนที่สมบูรณ์ แล้ว, 

การทดลองการงอกใหม่และการเปลี่ยนแปลง

ของเราแสดงให้เห็นว่ามีเพียงไม่กี่พันธุ์เท่านั้นที่ตอบสนองต่อการฟื้นฟูและการเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้ทำให้ชัดเจนว่าการแก้ไขจีโนมนั้นยังไม่ใช่เทคโนโลยีการกลายพันธุ์ที่ใช้งานได้ง่ายโดยทั่วไป ดังที่มักจะแนะนำกันประเด็นอื่น ๆ ที่ต้องพิจารณาเพื่อให้เกิดการกลายพันธุ์ตามเป้าหมายโดย CRISPR-Cas ระบบนิวคลีเอสจะต้องส่งเข้าไปในเซลล์พืช วิธีการที่ตรงไปตรงมาแนะนำ

โครงสร้างยีนสำหรับ CRISPR-Cas และ RNA

แนวทางที่ให้มาอย่างเสถียรเข้าไปในจีโนมของพืช และหลังจากการกลายพันธุ์ตามที่ตั้งใจไว้ ยีน CRISPR-Cas จะถูกลบออก ตัวอย่างเช่น โดยการข้ามและเลือก null-segregants ที่สืบทอดการกลายพันธุ์ที่เหนี่ยวนำ แต่ไม่ใช่โครงสร้าง การผสมข้ามพันธุ์ไม่เหมาะสำหรับพืชเฮเทอโรไซกัส ดิพลอยด์หรือโพลีพลอยด์ ซึ่งเป็นพันธุ์ที่มีการขยายพันธุ์ทางพืชพันธุ์หรือที่มีระยะเวลาในการสร้างพันธุ์นาน 

วิธีการแก้ปัญหาสำหรับการแสดงออกชั่วคราวของเครื่องจักร

CRISPR-Cas9 ได้รับการพัฒนาและสิ่งพิมพ์หลายฉบับแสดงให้เห็นว่าพืชที่มีการกลายพันธุ์ที่ตั้งใจไว้สามารถกู้คืนได้โดยไม่ต้องมีโครงสร้างนิวคลีเอสตัวอย่างเช่น โปรโตพลาสต์ใบมันฝรั่งที่แยกได้ได้รับการรักษาด้วยโครงสร้าง TALEN ที่กำหนดเป้าหมายไปที่ยีนอินเวอร์เตส ต้นมันฝรั่งกลายพันธุ์ถูกสร้างขึ้นซึ่งไม่ผลิตน้ำตาลรีดิวซ์ระหว่างการเก็บรักษาในที่เย็น เทคโนโลยีสำหรับการกู้คืน

พืชจากโปรโตพลาสต์นั้นมีให้สำหรับพืชเพียงไม่กี่ชนิด

เท่านั้น จำเป็นต้องมีการมุ่งเน้นไปที่การแสดงออกชั่วคราวและการงอกใหม่ของพืชที่แก้ไขจากเนื้อเยื่อพืชอื่น ๆบทสรุปแม้ว่าการแก้ไขจีโนมโดยใช้นิวคลีเอสที่ตั้งโปรแกรมได้จะได้รับการยอมรับว่าเป็นการปฏิวัติการปรับปรุงพันธุ์พืช แต่ก็ยังมีอุปสรรคทางเทคนิคหลายประการที่ต้องทำ การสืบทอดอย่างรวดเร็วของนิวคลีเอสและการปรับปรุงวิธีการบ่งชี้ว่าเมื่อเวลาผ่านไป การแก้ไขจีโนมอาจพัฒนาเป็น

เทคโนโลยีที่ใช้โดยทั่วไป

เราไม่ได้แตะต้องการยอมรับของผู้บริโภคและสถานะทางกฎหมายของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยการแก้ไขจีโนม แต่สิ่งเหล่านี้ควรนำมาพิจารณาอย่างแน่นอนเมื่อต้องทำการตลาดผลิตภัณฑ์ตัดต่อยีนเชิงพาณิชย์Jan Schaart เป็นนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และ Rene Smulders เป็นผู้จัดการหน่วยธุรกิจที่ Wageningen UR Plant Breeding ในเนเธอร์แลนด์

Credit : สล็อต