植物中基于納米材料的基因遞送：即將到來的基因革命？

突出

轉(zhuǎn)基因允許將有益性狀（如抗蟲害和改善營養(yǎng)）引入作物，從而有助于滿足全球糧食需求并提高農(nóng)業(yè)復(fù)原力。

農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化和生物列表學(xué)等傳統(tǒng)方法面臨效率低、組織損傷和不可預(yù)測的基因整合等問題，這些問題限制了其有效性。

納米顆粒通過克服植物細胞壁障礙來提高基因遞送效率和精度。將納米技術(shù)與 CRISPR/Cas 和組織培養(yǎng)方法相結(jié)合，可以顯著推進植物基因工程。

納米基因遞送可以靶向細胞核、葉綠體和線粒體基因組，而不會造成明顯的組織損傷，從而提高基因修飾的精度和有效性。

摘要

植物基因工程中的常規(guī)基因遞送方法，如電穿孔和農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化，面臨物種依賴性、效率低、成本高以及不希望的 DNA 整合到宿主基因組等限制。將納米技術(shù)與現(xiàn)有的分子技術(shù)相結(jié)合提供了一個有前途的解決方案。納米載體可以通過穿透生物屏障并保護貨物免受降解來精確靶向組織、細胞和細胞器。基于納米載體的基因遞送方法解決了附帶損傷和 DNA 整合效率低下等挑戰(zhàn)，并為開發(fā)具有所需性狀的作物鋪平了道路。未來的研究應(yīng)優(yōu)化納米載體以實現(xiàn)高效和精確的基因遞送，同時最大限度地減少脫靶效應(yīng)。可持續(xù)、具有成本效益的材料可以增強大規(guī)模農(nóng)業(yè)應(yīng)用，從而徹、底改變作物生產(chǎn)，促進全球糧食安全并推進可持續(xù)實踐。

原標題：Nanomaterial-based gene delivery in plants: an upcoming genetic revolution? DOI: 10.1016/j.tplants.2025.04.012

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