Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.7868/S3034634726040074
Ключевые слова: adaptation, biosafety, genetic transformation, genome editing, GM trees, forestry, conifers, CRISPR/Cas, адаптация, биобезопасность, генетическая трансформация, геномное редактирование, ГМ-деревья, лесное хозяйство, хвойные
Аннотация: Обзор посвящен современному состоянию и перспективам генетической модификации древесных растений (ГМ-деревьев) в качестве инструмента решения ключевых проблем лесного хозяйства в условиях изменения климата, роста биотических и абиотических стрессов и увеличения потребности в древесине. Рассматриваются основные направления создания Показать полностьюГМ-деревьев: повышение устойчивости к болезням и вредителям, адаптация к засухе, засолению, холоду и высоким температурам, улучшение роста и качества древесины, а также регуляция цветения и фертильности с целью биобезопасности. Подробно анализируются используемые методы генетической трансформации и редактирования генома, включая <i>Agrobacterium</i>-опосредованную трансформацию, биолистику, а также технологии с использованием нуклеаз с цинковыми пальцами (ZFN), транскрипционных активатор-подобных эффекторных нуклеаз (TALEN) и комплекса CRISPR/Cas. Показано, что CRISPR/Cas в настоящее время является наиболее перспективным подходом благодаря высокой точности, относительной простоте и эффективности. Приводятся конкретные примеры успешных трансформаций у тополя, эвкалипта, грецкого ореха, павловнии и других древесных видов, демонстрирующие как положительные эффекты, так и возможные нежелательные последствия сверхэкспрессии некоторых генов. Отдельное внимание уделено проблемам генетической трансформации древесных растений, связанным с низкой частотой трансформации, трудностями регенерации, генотипической специфичностью и влиянием вторичных метаболитов. Рассматриваются вопросы биологической безопасности, экологических рисков и нормативно-правового регулирования ГМ-деревьев в РФ. В заключение подчеркивается необходимость комплексного междисциплинарного подхода, развития национальных программ и совершенствования правовой базы для ответственного и эффективного внедрения генно-инженерных технологий в лесное хозяйство. The review is devoted to the current state and prospects of genetic modification of woody plants (GM trees) as a tool for solving key problems of forestry in the context of climate change, increasing biotic and abiotic stresses, and growing demand for wood. The main directions of GM tree creation are considered: increasing resistance to diseases and pests, adaptation to drought, salinity, cold and high temperatures, improving growth and wood quality, as well as regulating flowering and fertility for biosafety purposes. The methods of genetic transformation and genome editing used are analyzed in detail, including <i>Agrobacterium</i>-mediated transformation, biolistics, as well as technologies using zinc finger nucleases (ZFN), transcription activator-like effector nucleases (TALEN) and the CRISPR/Cas complex. It is shown that CRISPR/Cas is currently the most promising approach due to its high accuracy, relative simplicity and efficiency. Specific examples of successful transformations in poplar, eucalyptus, walnut, paulownia and other woody species are provided, demonstrating both positive effects and possible undesirable consequences of overexpression of some genes. Special attention is paid to the problems of genetic transformation of woody plants associated with low transformation frequency, regeneration difficulties, genotypic specificity and the influence of secondary metabolites. Issues of biological safety, environmental risks and legal regulation of GM trees in the Russian Federation are considered. In conclusion, the need for an integrated interdisciplinary approach, the development of national programs and the improvement of the legal framework for the responsible and effective introduction of genetic engineering technologies into forestry is emphasized.
Журнал: Успехи современной биологии
Выпуск журнала: Т.146, №4
Номера страниц: 432-466
ISSN журнала: 00421324
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук