På grund av ackumuleringen av en enorm mängd information om gensekvenser används för närvarande metoder för omvänd genetik för att identifiera geners funktioner . Forskare manipulerar gensekvenser, ändrar eller stänger av en viss gen och analyserar vilka förändringar detta leder till. Detta är vägen för omvänd genetik: från gen till egenskap/ fenotyp . Framåt- och omvänd genetik är inte ömsesidigt uteslutande tillvägagångssätt, utan kompletterar varandra i studiet av genfunktion.
Målmedveten förändring av sekvensen av en gen och studiet av konsekvenserna av sådana förändringar. I bakterier, djur, jäst, används celltransformation baserad på homolog rekombination för detta ändamål . Men i växter är homolog rekombination praktiskt taget omöjlig, vilket förklaras av särdragen hos rekombinationssystemet i växter. Under växttransformation infogas exogent DNA slumpmässigt i en region av värd-DNA, och insättning genom homologi sker mycket sällan. Det finns dock ett undantag från denna regel - den haploida mossan Physcomitrella patens , där frekvensen av homolog rekombination når 100%. Eftersom mossor kännetecknas av vanliga typer av hormoner med andra högre växter, reaktionsmekanismer på stress och ljus, egenskaper hos celldifferentiering etc., visade sig denna mossa vara ett mycket bekvämt modellobjekt för att studera växtbiologins grundläggande processer.
Användning av små RNA för att reglera genaktivitet. Denna mekanism är en naturlig mekanism för reglering av genaktivitet, medierad av litet dubbelsträngat RNA, vars sekvenser är komplementära till sekvensen för den gen vars aktivitet de reglerar. Litet dubbelsträngat RNA, som bildas antingen som ett resultat av uttryck i cellen, eller exogent dubbelsträngat RNA, till exempel, som är genetiskt material från olika växtvirus, interagerar i cellen med ett helt komplex av inblandade proteiner i sin bearbetning. Som ett resultat bildas ett litet RNA-komplex med ribonukleasproteiner (RISC, RNA-inducerat tystande komplex). Detta komplex undertrycker transkription av målgenen (en gen som innehåller sekvenser som är komplementära till litet RNA) antingen genom att klippa transkriptet eller genom att undertrycka translation . Sådana naturligt förekommande mekanismer används för att undertrycka transkription av genen av intresse. Växter transformeras med en konstruktion som innehåller fragment av målgenen i framåt- och omvänd orientering. Som ett resultat av uttrycket av denna konstruktion bildas ett hårnålsbildande dubbelsträngat RNA, som interagerar med proteiner i cellen, genomgår bearbetning och bildar tillsammans med proteiner ett RISC-komplex som undertrycker uttrycket av målgenen.
För T-DNA-insättningsmutagenes , beroende på syftet med forskningen, används olika varianter av agrobakteriella vektorer baserade på Ti-plasmiden av Agrobacterium tumefaciens. I den vanligaste varianten används T-DNA-insertionsmutagenes för att erhålla recessiva mutationer. I detta fall används vektorer för transformation, vars T-DNA-region endast innehåller en selektiv markör som är nödvändig för screening av transformanter. Under växttransformationen infogas T-DNA slumpmässigt i växtgenomet och stör som regel genen och leder till att dess funktion försvinner. En annan version av vektorerna som används för T-DNA-mutagenes är aktivatorkonstruktioner, vars T-DNA-region innehåller regulatoriska element (till exempel förstärkare ). Införandet av ett sådant reglerande element bredvid gensekvensen leder till aktivering av uttrycket av denna gen eller en förändring i dess uttrycksmönster. Den tredje typen av vektorer som används för T-DNA-mutagenes används för att söka efter regulatoriska element i växter. I detta fall innehåller det insatta T-DNA:t en reportergen . Om, som ett resultat av integrering i växtgenomet, T-DNA-regionen som innehåller reportergenen faller in i transkriptionsregulatorns verkningszon, aktiveras uttrycket av reportergenen.
Tillåter identifiering av punktmutationer i gener med en känd sekvens.
Lutova L.A. Genetik för växtutveckling: för biologiska specialiteter vid universitet / L.A. Lutova, T.A. Ezhova, I.E. Dodueva, M.A. Osipova; ed. S.G. Inge-Vechtomov. - 2:a uppl. revideras och ytterligare - St. Petersburg: Förlag N-L, 2010. - 432s.