CRISPR/Cas9-Mediated Development of Potato Varieties with Long-Term Cold Storage and Bruising Resistance

Autores
Massa, Gabriela Alejandra; Decima Oneto, Cecilia Andrea; Gonzalez, Matías Nicolás; Poulsen Hornum, Anabela; Arizmendi, Ailín; Sucar, Sofia; Divito, Silvina Beatriz; Feingold, Sergio Enrique
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Enzymatic browning and cold-induced sweetening (CIS) affect the post-harvest quality of potato tubers. Browning is caused by polyphenol oxidase 2 (PPO2), which is activated by mechanical damage during harvest and storage. CIS occurs when vacuolar invertase converts sucrose into reducing sugars, which react with amino acids during frying, forming brown pigments and acrylamide. While cold storage prevents sprouting and disease, it also increases vacuolar invertase expression, leading to quality loss. Using CRISPR/Cas9, we developed gene-edited potato lines with improved resistance to browning and CIS. Line 6A (cv. Atlantic) and E03-3 (cv. Spunta) exhibited complete vacuolar invertase (InvVac) knockout, maintaining chip quality for at least 60 days at 4 °C. Line 6A, renamed PIRU INTA, was tested in field trials and preserved frying quality for up to 90 days under cold storage. PIRU INTA is currently undergoing registration as a new variety. Additionally, lines E04-5B and E03-3 (cv. Spunta) showed partial PPO2 gene edits, reducing enzymatic browning by 80% and 40%, respectively. This study demonstrates the potential of CRISPR/Cas9 to develop non-transgenic, gene-edited potatoes with enhanced storage quality, benefiting both growers and the food industry.
EEA Balcarce
Fil: Massa, Gabriela Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Massa, Gabriela Alejandra. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Décima 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. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Décima Oneto, Cecilia Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: González, Matías Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Poulsen Hornum, Anabela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Poulsen Hornum, Anabela. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina
Fil: Arizmendi, Ailín. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Sucar, Sofía. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Divito, Silvina Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Feingold, Sergio Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
Fuente
Biology 14 (4) : 445 (April 2025)
Materia
Solanum tuberosum
Papa
Edición de Genes
Pardeamiento Enzimático
Catecol Oxidasa
Almacenamiento en Frío
Biotecnología
Potatoes
Gene Editing
Enzymic Browning
Cold Storage
Biotechnology
Catechol Oxidase
CRISPR
Repetición Palindrómica Corta Agrupada y Regularmente Interespaciada
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
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Fil: Massa, Gabriela Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina
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