Herausforderungen und Anwendungsmöglichkeiten der Genomeditierung bei Zuckerrüben

Genom-Editierung (GE) auf der Grundlage von CRISPR/Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein) wird mit großer Geschwindigkeit für das Gen-Targeting in Eukaryoten, einschließlich Pflanzen, entwickelt. CRISPR/Cas-basierte GE ist präzise, zielspezifisch, Transgen-frei, vererbbar und ermöglicht die gleichzeitige Modifikation unterschiedlicher Eigenschaften in kurzer Zeit. Es gibt mehrere Beispiele für erfolgreiche GE-Anwendungen zur Verbesserung der Produktivität von Nutzpflanzen. Bei Zuckerrüben wurden die Instrumente der GE jedoch bisher noch nicht eingesetzt, um z.B. die negativen Auswirkungen von abiotischem und biotischem Stress auf die Pflanzenproduktion zu bekämpfen. Trotz der permanenten Fortschritte bei der GE mittels CRISPR/Cas ist die Effizienz der präzisen GE durch homologe DNA-Rekombination (HDR), die die Grundvoraussetzung für Genmodifikation und -transfer darstellt, sehr gering und daher schwierig. Im Folgenden werden verschiedene CRISPR/Cas-basierte Ansätze vorgestellt, wobei die jüngsten Fortschritte und Herausforderungen für ihre Anwendung zur Verbesserung von Nutzpflanzen, einschließlich Zuckerrüben, berücksichtigt werden.