Estrategias de nanotecnología en la ingeniería genética de plantas: entrega inteligente y edición de precisión
Autores: Lai, Chun-Mei; Xiao, Xiao-Shan; Liu, Li-Wei; Lin, Xin-Da; Dou, Dan-Lin; Cai, Han-Yang; Mei, Zhi-Feng; Yang, Fan; Cheng, Yan; Qin, Yuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Ingeniería genética de plantas
Rendimiento de cultivos
Estrés abiótico
Estrés biótico
Nanotecnología
CRISPR-Cas
Licencia
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La ingeniería genética de plantas es crucial para mejorar el rendimiento, la calidad y la resistencia a estrés abiótico y biótico, promoviendo así la agricultura sostenible. Los sistemas de transformación genética mediada por Agrobacterium, bombardeo biolístico, electroporación y mediación de polietileno glicol (PEG) se aplican ampliamente en la ingeniería genética de plantas. Sin embargo, estos sistemas tienen limitaciones, incluyendo la dependencia de especies, la destrucción de tejidos vegetales, la baja eficiencia de transformación y el alto costo. Recientemente, se han desarrollado métodos de entrega de genes basados en nanotecnología para la transformación genética de plantas. Esta nanoestrategia demuestra una notable eficiencia de transformación, excelente biocompatibilidad, protección efectiva de ácidos nucleicos exógenos y el potencial para la regeneración de plantas. Sin embargo, la aplicación de sistemas de entrega de genes mediada por nanomateriales en plantas aún se encuentra en sus primeras etapas y enfrenta numerosos desafíos para su adopción generalizada. En este documento, se examinan de manera sucinta las técnicas convencionales de transformación genética utilizadas en plantas. Posteriormente, se revisan los avances en los sistemas de entrega de genes basados en nanomateriales. También se examinan las aplicaciones de la edición del genoma mediada por CRISPR-Cas y su integración con la nanotecnología vegetal. Se espera que las innovaciones, métodos y aplicaciones prácticas de la transformación genética mediada por nanomateriales resumidas aquí faciliten el progreso de la ingeniería genética de plantas en la agricultura moderna.
Descripción
La ingeniería genética de plantas es crucial para mejorar el rendimiento, la calidad y la resistencia a estrés abiótico y biótico, promoviendo así la agricultura sostenible. Los sistemas de transformación genética mediada por Agrobacterium, bombardeo biolístico, electroporación y mediación de polietileno glicol (PEG) se aplican ampliamente en la ingeniería genética de plantas. Sin embargo, estos sistemas tienen limitaciones, incluyendo la dependencia de especies, la destrucción de tejidos vegetales, la baja eficiencia de transformación y el alto costo. Recientemente, se han desarrollado métodos de entrega de genes basados en nanotecnología para la transformación genética de plantas. Esta nanoestrategia demuestra una notable eficiencia de transformación, excelente biocompatibilidad, protección efectiva de ácidos nucleicos exógenos y el potencial para la regeneración de plantas. Sin embargo, la aplicación de sistemas de entrega de genes mediada por nanomateriales en plantas aún se encuentra en sus primeras etapas y enfrenta numerosos desafíos para su adopción generalizada. En este documento, se examinan de manera sucinta las técnicas convencionales de transformación genética utilizadas en plantas. Posteriormente, se revisan los avances en los sistemas de entrega de genes basados en nanomateriales. También se examinan las aplicaciones de la edición del genoma mediada por CRISPR-Cas y su integración con la nanotecnología vegetal. Se espera que las innovaciones, métodos y aplicaciones prácticas de la transformación genética mediada por nanomateriales resumidas aquí faciliten el progreso de la ingeniería genética de plantas en la agricultura moderna.