Los metabolitos secundarios, incluidos los alcaloides, flavonoides y taninos, son cruciales para la salud humana, la agricultura y el funcionamiento de los ecosistemas. Su síntesis es a menudo específica de la especie, influenciada por factores genéticos y ambientales. La creciente demanda de estos compuestos en diversas industrias resalta la necesidad de avances en la mejora de plantas y enfoques biotecnológicos. Las nucleasas efectoras similares a activadores de transcripción (TALENs) han surgido como una herramienta poderosa para la edición precisa del genoma, ofreciendo un potencial significativo para mejorar la síntesis de metabolitos secundarios en las plantas. Sin embargo, aunque las tecnologías de edición del genoma de plantas han avanzado significativamente, la aplicación de TALENs para mejorar la producción de metabolitos secundarios y expandir la diversidad genética sigue siendo poco explorada. Por lo tanto, esta revisión tiene como objetivo proporcionar un análisis integral de la edición del genoma mediada por TALEN en plantas, centrándose en su papel en la mejora de las vías biosintéticas de metabolitos secundarios y en la mejora de la diversidad genética. Se examinan los mecanismos subyacentes de los TALENs, incluida su capacidad para dirigirse a genes específicos involucrados en la síntesis de compuestos bioactivos, destacando las comparaciones con otras herramientas de edición del genoma como CRISPR/Cas9. Esta revisión también destaca aplicaciones clave en plantas medicinales, particularmente la modificación de vías responsables de alcaloides, flavonoides, terpenoides y compuestos fenólicos. Además, se resalta el papel de los TALENs en la inducción de variación genética, la mejora de la tolerancia al estrés y la facilitación de la hibridación en programas de mejora de plantas. Se evalúan críticamente los avances recientes, desafíos y limitaciones asociados con el uso de TALENs para mejorar la producción de metabolitos secundarios. En esta revisión, se identifican brechas en la investigación actual, particularmente en lo que respecta a la integración de TALENs con tecnologías multi-ómicas y enfoques de biología sintética. Los hallazgos sugieren que, aunque subutilizados, los TALENs ofrecen estrategias sostenibles para producir metabolitos secundarios de alto valor en plantas medicinales. La investigación futura debería centrarse en optimizar los sistemas TALEN para aplicaciones comerciales e integrarlos con plataformas biotecnológicas avanzadas para mejorar el rendimiento y la resiliencia de las plantas medicinales.