מוטציה בגן Vacuolar Invertase כפלטפורמה לעריכת גנומית מתקדמת לשיפור זני תפוחי אדמה

כתוצאה מהביקוש הגובר למזון ברחבי העולם והאתגרים שמציב שינוי האקלים, קיים צורך בפיתוח זנים של גידולים חקלאיים בעלי יבול משופר וסבילות גבוהה יותר לעקות אביוטיות. ההמתקה המושרית על ידי קור (CIS) בפקעות תפוחי אדמה (Solanum tuberosum L.) מהווה אתגר משמעותי במהלך הגידול והאחסון. החשיפה לקור משרה פירוק מוגבר של עמילן, סינתזת סוכרוז ועם פירוקו, עלייה ברמת ההקסוז בפרנכימת הפקעת, התורמים להנצה מוקדמת ולהשחמה במהלך הטיגון המלווה בעליה בתכולת האקרילאמיד. במחקר זה, בוצעה עריכה גנומית של הגן Vacuolar Invertase (StVInv), המקודד לאנזים המפרק סוכרוז להקסוז, באמצעות CRISPR/Cas-9 בפרוטופלסטים של תפוח אדמה, ליצירת מוטנטים לא-טרנסגניים, עם מספר משתנה של אללים מוטנטיים. קוים אלו הראו ירידה בפעילות של ,VInv הפחתה ב- CIS והארכה של משך תרדמת הפקעות (1, 2). באופן מפתיע, הפקעות המוטנטיות הראו ירידה משמעותית בחמצון הליפידים וברמות מי החמצן הנוצרות בתנאי עקת קור. ניתוח השינוי במטבוליזם הסוכרי הצביע על עלייה במסלול האוליגוסכרידים ממשפחת הראפינוז (RFOs) בהיעדר פעילות (1) VInv. שימוש במוטנטים StVInv ליצירת מוטציה כפולה שלstamy23/stvinv , הכוללת עריכה של הגן המקודד לעמילאז העיקרי בפקעת, הראו לא רק הפחתה ב- CIS והארכת התרדמה, אלא גם עלייה בתכולת העמילן וביבול הפקעות. ממצאים אלו מדגישים את הפוטנציאל שבקוויStVInv לשיפור העמידות לעקות אביוטיות, ומציעים פלטפורמה מבטיחה לשיפורים נוספים בתכונות חקלאיות של תפוחי אדמה.