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(cè)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(xì)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(jìn)植物基因工程。

納米基因遞送可以靶向細(xì)胞核、葉綠體和線粒體基因組，而不會(huì)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(gè)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(hù)貨物免受降解來精確靶向組織、細(xì)胞和細(xì)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(shí)現(xiàn)高效和精確的基因遞送，同時(shí)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(qiáng)大規(guī)模農(nóng)業(yè)應(yīng)用，從而徹、底改變作物生產(chǎn)，促進(jìn)全球糧食安全并推進(jìn)可持續(xù)實(shí)踐。

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

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