作物的基因改造(GM)涉及到利用被称为转基因的重组DNA技术在远亲植物物种之间转移特定性状的基因。此外，作物也可以通过沉默或过表达其内源基因来进行修饰。转基因已被广泛用于将理想的性状纳入植物中，如提高产量、营养价值(高维生素、健康脂肪酸/氨基酸含量)、抗除草剂、延长水果保质期、增强对各种生物(细菌、真菌、线虫和其他病原体)和非生物胁迫(极端温度、盐度和干旱)的抗性。目前，世界各地种植了几种转基因作物，如棉花、大豆、玉米、土豆、甜菜、苜蓿和油菜。表达草酸脱羧酶基因(OXDC)的番茄、大豆和山楂转基因植株菇中孢子抗营养草酸水平显著降低，对真菌感染具有抗性。

图1所示。改良作物的基因改造。

转基因马铃薯表达种子白蛋白AmA1苋属hypochondriacus必需氨基酸、总蛋白含量和块茎产量均有显著提高。番茄和辣椒α-甘露糖苷酶(α- man)和β-己糖苷酶(β-hex)的敲低系表现为成熟延迟和保质期延长。表达甾醇去饱和酶的番茄转基因f中孢子(FvC5SD)表现出耐干旱、耐病原菌、增强铁和有益多不饱和脂肪酸等多种有益性状。由于精确和快速，转基因比传统育种方法更有优势，传统育种方法耗时且可能涉及将不需要的基因与需要的基因一起转移。但是，由于相关的生物安全问题，如环境和食品安全风险，通过转基因开发的转基因作物面临越来越多的反对和缺乏消费者的接受。通过转基因培育的转基因作物有一种可供选择的抗抗生素基因，这种基因可以逃逸到环境中(非转基因作物或相关野生物种)，并在食用时导致健康问题。这些限制鼓励了自然发生和内部发生的替代概念的发展，这些概念涉及将植物的DNA转化为来自物种本身或能够有性杂交的密切相关物种的DNA。涉及转基因位点特异性整合的重组酶技术可以克服传统基因工程方法的局限性。农杆菌属介导的植物转化和粒子轰击是基于转基因的多拷贝随机整合到植物基因组中，导致基因沉默和不可预测的表达模式。此外，位点特异性重组(SSR)技术、共转化是产生无标记转基因植株的另一种策略。它涉及到农杆菌属,从不同的t - dna介导一个可选择的标记基因和一个感兴趣的基因的共转化，然后在随后的有性代中分离基因。

最近发展的基因组编辑突破性技术涉及工程核酸酶，如锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活物样效应核酸酶(TALENs)和聚集规律穿插的短回传重复/CRISPR相关核酸酶(CRISPR/Cas9)。这是一种高度先进的工具，可以有效地利用兴趣位点上的靶向DNA双链断裂(DSBs)在植物基因组中引入精确的修饰。基因组工程允许在不涉及外源DNA的情况下对感兴趣的基因进行修饰或突变，从而产生可能被认为等同于非转基因转基因植物的植物。这将促进具有优良表型的转基因植物的开发和商业化，即使在转基因作物接受度较低的国家也是如此。CRISPR/Cas9是一种相对简单、高效、廉价和用户友好的工具。ZFN和TALEN方法是费力和繁琐的，由于其设计的一些限制，植物研究人员没有使用太多。官方manbetx手机版CRISPR/Cas9不仅可以有效地用于在孤儿作物中产生基因敲除，而且可以同时用于靶向多个基因。

Ayushi Kamthan¹，Mohan Kamthan^1、2，Asis达塔^1
1国家植物基因组研究所，Aruna Asaf Ali Marg，新德里，官方manbetx手机版印度
²现在地址:印度勒克瑙毒理学研究所官方manbetx手机版

出版

转基因作物:作物改良的里程碑和新进展。
Kamthan A, Chaudhuri A, Kamthan M, Datta A
苹果公司，2016年9月

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