Zustand der Pflanzen und Pilze der Welt Der Bericht wurde von 210 Forschern aus 42 Ländern zusammengestellt, um einen detaillierten Einblick zu geben, wie wir die Pflanzen und Pilze der Welt zum Wohle der Menschen und des Planeten schützen und nachhaltig nutzen können. Eines der Hauptkapitel des Berichts konzentriert sich auf wie man Pilze und Pflanzen für den menschlichen Gebrauch auswählt und verbessert.

Dr. Paul Kersey mit 11 Kollegen haben überprüfte molekulare Techniken zur Auswahl und Verbesserung von Pflanzen und Pilzen mit nützlichen Eigenschaften. Die Forscher heben interessante Beispiele hervor, wie die Verwendung mehrerer biosynthetischer Gene, um leicht fermentierbare Biozucker zu erhöhen und gleichzeitig den Ligningehalt von Biokraftstoffpflanzen zu reduzieren, wobei Gene verwendet werden, die an der Domestizierung von Tomaten beteiligt sind, um die Produktivität von Bodenkirschen zu steigern (Physalis pruinosa) und wie Gene aus zwei Aspergillus Arten könnten bei einem Drittel zur Produktion eines Insektizids führen Aspergillus Spezies.

Die Forscher überprüften zunächst die Werkzeuge der Genomik (z. B. markergestützte Selektion, genomische Selektion, direkte genetische Modifikation, CRISPR/Cas-Genomeditierung) für Pflanzen und Pilze. Während gentechnisch veränderte Organismen (GVO) kontinuierlich schlechte Presse erhalten und in den meisten Ländern von der Öffentlichkeit nicht akzeptiert werden, bieten sie Möglichkeiten, Insektizide zu reduzieren, die Ernährung zu verbessern, die N-Fixierung ohne synthetische Düngemittel zu erhöhen, Umweltbelastungen zu bewältigen und insgesamt die Ernährungssicherheit zu erhöhen weltweit.

Von den geschätzten 2.2–3.8 Millionen Pilzarten wurden nur 148,000 Pilzarten benannt. Die Züchtung von Pilzstämmen ist aufgrund ihrer Lebenszyklen und sexuellen Unverträglichkeiten ein komplizierter Prozess, aber einige Hybridstämme können für die Herstellung neuer Formen von Bier und Biokraftstoffen verwendet werden. In den letzten 15 Jahren der Pilzgenomsequenzierung haben sich Wissenschaftler auf das Verständnis von Biosynthesewegen und der Produktion von Sekundärmetaboliten konzentriert. Der „One Strain Many Compounds“ (OSMAC)-Framework der Züchtung von Pilzstämmen unter verschiedenen Bedingungen und beim Wachsen Pilze or Pilzbakterien zusammen können zur Herstellung neuer Verbindungen verwendet werden.

Während derzeit nur 277 pilzliche Biosynthesewege beschrieben sind, gibt es in Zukunft ein großes Potenzial für genomische Studien. „[C]himerische Enzyme und die kombinatorische Expression biosynthetischer Gene können auch zu neuen Derivaten bekannter Verbindungen führen, wie für Makrolidlactone aus Pilzen mit potenziellen Antitumor-, Antimalaria- und antibakteriellen Aktivitäten und Cyclodepsipeptide aus Pilzen mit neuartiger antiparasitärer Aktivität gezeigt behandeln zum Beispiel die potenziell tödliche Chagas-Krankheit und Leishmaniose“, schrieben Kersey und Kollegen.

Die Wissenschaftler plädierten für die Erhaltung genetischer Ressourcen von Pflanzen und Pilzen und betonten gleichzeitig, dass 8-20 % der Angiospermenarten austrocknungsempfindliche Samen produzieren, die sie für die Konservierung von Samenbanken ungeeignet machen. Alternative Lagerung umfasst Kryokonservierung und Pollenlagerung. Um das Potenzial von wilden Verwandten und Landrassen von Nutzpflanzen für Züchtungsprogramme schnell zu bewerten, Fokussierte Identifizierung der Keimplasma-Strategie (FIGS) können genetische, raumbezogene Analysen mit agrarökologischen Daten zur prädiktiven Charakterisierung kombiniert werden.

„DivSeek (https://divseekintl.org), eine globale Initiative, die die meisten der weltweit größten Saatgutbanken zusammenführt, zielt darauf ab, Standards für die Generierung und Pflege genotypischer und phänotypischer Informationen zu entwickeln und die Verbindung zwischen Pflanzenzüchtern und öffentlichen Keimplasmasammlungen herzustellen“, fügten Kersey und Kollegen hinzu.

Diese Übersicht präsentierte viele aufregende Möglichkeiten, Pflanzen und Pilze für den menschlichen Gebrauch auszuwählen und zu manipulieren, aber die Forscher betonen, dass „die Hindernisse für die Verwirklichung dieser Vision sowohl soziologischer als auch technischer Art sind, einschließlich der Verknüpfung des Zugangs zu genetischem Material (und abgeleitete Informationen) zum Vorteilsausgleich und werden im Zusammenhang mit dem diskutiert Übereinkommen über die biologische Vielfalt (CBD), neben anderen Foren.“