CRISPR/Cas9 editing of CBP80 enhances drought tolerance in potato (Solanum tuberosum)

Autores
Decima Oneto, Cecilia Andrea; Massa, Gabriela Alejandra; Echarte, Laura; Rey, María Florencia; Gonzalez, Matías Nicolás; Alfonso, Cecilia; Laserna, María Paula; Norero, Natalia Sigrid; Divito, Silvina Beatriz; Feingold, Sergio Enrique
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Developing drought-tolerant potato varieties is increasingly important due to climate change and water scarcity, as potatoes are highly sensitive to water deficits that can significantly reduce yield and tuber quality. The cap-binding protein CBP80, involved in the abscisic acid (ABA) signalling pathway, has emerged as a promising target for improving drought tolerance in plants. In this study, we used CRISPR/Cas9 to edit the StCBP80 gene in the tetraploid potato cultivar Spunta. Given the complexity of editing all four alleles in a tetraploid genome, eight independent partially edited lines (two or three alleles edited) were obtained. Two of these lines were selected for detailed molecular and phenotypic characterization. Under restricted water conditions, the selected lines exhibited reduced transpiration rates and improved leaf area index compared to non-edited controls. Gene expression analysis by quantitative real-time PCR showed differential expression of drought-responsive genes (P5CS, PDH, and MYB33), supporting a role for StCBP80 in stress response modulation. Moreover, the edited lines showed lower yield penalties, both in biomass and tuber production, under drought stress. This work represents one of the first applications of genome editing to enhance drought tolerance in a commercial potato cultivar, and highlights CBP80 as a promising target for crop improvement. These findings provide valuable insights for the development of stress-resilient potato varieties using genome editing approaches.
EEA Balcarce
Fil: Decima Oneto, Cecilia Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Decima Oneto, Cecilia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Decima Oneto, Cecilia Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMdP). Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
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Fuente
Frontiers in Plant Science 16:1598947 (July 2025)
Materia
Estrés Abiótico
ABA
Edición de Genes
Proteínas
Solanum tuberosum
Biotecnología
Papa
Abiotic Stress
Gene Editing
Proteins
Biotechnology
Potatoes
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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