Un análisis sistemático sobre la mejora de la tolerancia al estrés de Cd en el cultivo de ramio, limitaciones y perspectivas futuras
Autores: Rasheed, Adnan; Jie, Hongdong; He, Pengliang; Lv, Xueying; Ali, Basharat; Ma, Yushen; Xing, Hucheng; Almari, Saad; Elnour, Rehab O.; Hassan, Muhammad Umair; Gillani, Syed Faheem Anjum; Jie, Yucheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un análisis sistemático sobre la mejora de la tolerancia al estrés de Cd en el cultivo de ramio, limitaciones y perspectivas futuras
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Cadmio
Rama
Tolerancia
Ingeniería genética
Mapeo de QTL
CRISPR
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El cadmio (Cd) es un metal no esencial altamente fitotóxico que daña el crecimiento y desarrollo de la planta de rama incluso a bajas concentraciones. La rama es uno de los cultivos más importantes en China, con una excelente calidad de fibra y una inmensa importancia industrial. El cultivo de cultivares de rama tolerantes al Cd puede prevenir la pérdida de rendimiento en suelos contaminados. Anteriormente, se han realizado importantes esfuerzos para desarrollar tolerancia al Cd en la rama. Sin embargo, el mecanismo de tolerancia al Cd aún no se comprende completamente; por lo tanto, la cría de cultivos industriales es fundamental para abordar los desafíos actuales. La tolerancia al Cd es un mecanismo genético complejo que requiere estudios moleculares de alto nivel para aclarar la red de genes. Los estudios genéticos han identificado varios genes tolerantes al Cd en la rama, lo que ha llevado al desarrollo de varios cultivares de rama adecuados para crecer en suelos tóxicos; sin embargo, debido al continuo aumento de la toxicidad del Cd, las potentes herramientas moleculares son críticas en los programas de cría modernos. La ingeniería genética y el análisis del transcriptoma se han utilizado para desarrollar tolerancia al estrés abiótico en la rama, pero el mapeo de QTL y las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) rara vez se han estudiado. Sin embargo, los estudios siguen siendo limitados para abordar este problema. Esta revisión elabora críticamente sobre el uso del mapeo de QTL, los transcriptomas, los factores de transcripción, CRISPR/Cas9 y la ingeniería genética para mejorar la tolerancia al Cd en la rama. Estos genes/QTL deberían ser transferidos o editados en cultivares sensibles utilizando ingeniería genética o CRISPR/Cas9. Se recomienda altamente CRISPR/Cas9 porque proporciona edición de genes dirigida en la rama, su uso es limitado y puede abordar las lagunas de investigación, y revolucionaría el campo de la agricultura. Las limitaciones, lagunas y potencial futuro se discuten brevemente. Este artículo de revisión presenta nuevas pistas para ayudar a los futuros investigadores a comprender de manera integral la tolerancia al Cd en la rama y desarrollar cultivares tolerantes con fines industriales.
Descripción
El cadmio (Cd) es un metal no esencial altamente fitotóxico que daña el crecimiento y desarrollo de la planta de rama incluso a bajas concentraciones. La rama es uno de los cultivos más importantes en China, con una excelente calidad de fibra y una inmensa importancia industrial. El cultivo de cultivares de rama tolerantes al Cd puede prevenir la pérdida de rendimiento en suelos contaminados. Anteriormente, se han realizado importantes esfuerzos para desarrollar tolerancia al Cd en la rama. Sin embargo, el mecanismo de tolerancia al Cd aún no se comprende completamente; por lo tanto, la cría de cultivos industriales es fundamental para abordar los desafíos actuales. La tolerancia al Cd es un mecanismo genético complejo que requiere estudios moleculares de alto nivel para aclarar la red de genes. Los estudios genéticos han identificado varios genes tolerantes al Cd en la rama, lo que ha llevado al desarrollo de varios cultivares de rama adecuados para crecer en suelos tóxicos; sin embargo, debido al continuo aumento de la toxicidad del Cd, las potentes herramientas moleculares son críticas en los programas de cría modernos. La ingeniería genética y el análisis del transcriptoma se han utilizado para desarrollar tolerancia al estrés abiótico en la rama, pero el mapeo de QTL y las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) rara vez se han estudiado. Sin embargo, los estudios siguen siendo limitados para abordar este problema. Esta revisión elabora críticamente sobre el uso del mapeo de QTL, los transcriptomas, los factores de transcripción, CRISPR/Cas9 y la ingeniería genética para mejorar la tolerancia al Cd en la rama. Estos genes/QTL deberían ser transferidos o editados en cultivares sensibles utilizando ingeniería genética o CRISPR/Cas9. Se recomienda altamente CRISPR/Cas9 porque proporciona edición de genes dirigida en la rama, su uso es limitado y puede abordar las lagunas de investigación, y revolucionaría el campo de la agricultura. Las limitaciones, lagunas y potencial futuro se discuten brevemente. Este artículo de revisión presenta nuevas pistas para ayudar a los futuros investigadores a comprender de manera integral la tolerancia al Cd en la rama y desarrollar cultivares tolerantes con fines industriales.