توليد گياهان زراعي مقاوم به علف كش ها با استفاده از روش ويرايش ژني CRISPR/Cas9

Production of Herbicide Resistance Crop Plants Using CRISPR/Cas9-Mediated Gene Editing

افزايش سريع علف هاي هرز مقاوم به علف كش، چالش بزرگي براي امنيت غذايي جهاني ايجاد مي كند، زيرا مي تواند توليد محصول را كاهش داده و خسارات قابل توجهي ايجاد كند. همراه با كمبود علف كش هاي جديد، كشت محصولات مقاوم به علف كش ها به دليل كاهش سميت گياهي محصول، به يك استراتژي مؤثر براي كنترل علف هاي هرز تبديل مي شود و طيف علف كشي را گسترش مي دهد. تكنيك هاي ويرايش ژنوم با واسطه ( CRISPR/Cas (CRISPR/Cas كه اخيراً توسعه يافته اند، ايجاد تغييرات هدفمند در ژنوم را قادر مي سازند و پتانسيل زيادي در ايجاد گياهان مقاوم به علف كش دارند. در بررسي حاضر، ابتدا به طور خلاصه مكانيسم مسئول مقاومت به علف كش ها در گياهان بيان مي گردد و سپس در مورد كاربردهاي جهش زايي سنتي و اصلاح تراريخت در كشت محصولات مقاوم به علف كش بحث مي گردد. در اين بررسي، عمدتاً بر توسعه و استفاده از فناوري CRISPR/Cas در بهبود محصولات مقاوم در برابر علف كش تأكيد مي گردد و مسيرهاي مختلف اين فناوري براي بهبود مقاومت به علف كش ها در محصولات زراعي مورد بررسي قرار مي گيرد و در نهايت، در مورد كاربردهاي آينده سيستم CRISPR/Cas براي توسعه محصولات مقاوم به علف كش بحث مي گردد.

The rapid increase in herbicide-resistant weeds creates a huge challenge to global food security because it can reduce crop production, causing considerable losses. Combined with a lack of novel herbicides, cultivating herbicide-resistant crops becomes an effective strategy to control weeds because of reduced crop phytotoxicity, and it expands the herbicidal spectrum. Recently developed clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated protein (CRISPR/Cas)-mediated genome editing techniques enable efficiently targeted modification and hold great potential in creating desired plants with herbicide resistance. In the present review, we briefly summarize the mechanism responsible for herbicide resistance in plants and then discuss the applications of traditional mutagenesis and transgenic breeding in cultivating herbicide-resistant crops. We mainly emphasize the development and use of CRISPR/Cas technology in herbicide resistant crop improvement and different paths of this technology to improve resistance to herbicides in crops are investigated. Finally, we discuss the future applications of the CRISPR/Cas system for developing herbicide-resistant crops.