Advances and challenges of gene editing for plant breeding

La edición génica (EG) constituye una de las tecnologías más revolucionarias de la biotecnología moderna, con especial importancia en el mejoramiento de la calidad y el rendimiento de los cultivos. Desde su primera aplicación en plantas en el año 2012, el sistema CRISPR/Cas se ha establecido como la técnica de EG más utilizada en mejoramiento, dado que permite obtener resultados de forma predecible, rápida y económica. Estas características, acopladas a las recientes políticas regulatorias adoptadas por los países de nuestra región, plantean un escenario de oportunidad para el uso de la EG en la mejoramiento de plantas para la agricultura moderna. En este artículo, hacemos una revisión de los avances de CRISPR/Cas en el mejoramiento de especies vegetales y sus potencialidades. Adicionalmente, discutimos el marco regulatorio planteado para los organismos vegetales editados, haciendo foco en los países de nuestra región. Finalmente, se presentan los desafíos y perspectivas que posee el uso de esta tecnologíaGene editing (GE) represents a revolutionary technology in modern biotechnology, with special importance in crop improvement for yield, quality and sustainability. Since its early application in plants in 2012, CRISPR has been established as the preferred GE technique for plant breeding, since it produces results in a more predictable, faster and cheaper manner. These characteristics, coupled with recently adopted regulatory frameworks by several countries, sets an ideal scenario for CRISPR application for plant breeding in modern agriculture. Here, we review advances of CRISPR in crop breeding and their potential. In addition, we present the regulatory framework for crops obtained by gene editing technologies, focusing on South American countries. Finally, we analyze challenges and prospective on CRISPR/Cas applications in plant breeding.Fil: Massa, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Gonzalez, Matías Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Feingold, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; Argentin

Edición génica con el sistema CRISPR/Cas9: historia de su descubrimiento y alcances en agricultura

La conversión del sistema inmune procariota CRISPR/Cas9 en una herramienta molecular para edición génica representa el avance tecnológico más destacado de la última década, y ha revolucionado tanto la investigación básica como el desarrollo de aplicaciones en diversas áreas de las ciencias de la vida. Los alcances de esta tecnología han sido reconocidos con el Premio Nobel en Química del año 2020. En las especies vegetales, CRISPR/Cas9 permite la modificación de secuencias genómicas con una eficiencia y especificidad sin precedentes, lo que permite la creación de genotipos con caracteres beneficiosos que permiten afrontar la creciente demanda global de alimentos en un marco de adversidades crecientes da-das por el cambio climático. La creación de esta herramienta y los avances obtenidos con su empleo, no hubiesen sido posibles sin el fundamental aporte de las investigaciones pioneras que permitieron el descubrimiento de los sistemas CRISPR en procariotas. En este artículo, abordamos la historia del descubrimiento de CRISPR hasta el punto de inflexión en su adopción como sistema para edición génica y discutimos su potencial como herramienta en el mejoramiento de los cultivos y sus perspectivas a futuro.The adoption of the prokaryotes-immune system CRISPR/Cas9 as a genome-editing tool represents the most outstanding technological advance of the last decade and has revolutionized both basic research and applied developments in many areas of life sciences. The recognition of this technology was reflected with the 2020 Nobel Prize in Chemistry. In plant research, CRISPR/Cas9 allows for the first time the precise modification of genomic sequences with unprecedented efficiency and specificity, allowing the creation of genotypes with beneficial traits that would allow facing the growing global food demand under the constraints of a global warming scenario. The development of this technology and the advances obtained with its use would not have been possible without the fundamental contribution of the basic research behind the discovery of the CRISPR systems in prokaryotes. In this article, we address the history of the discovery of CRISPR into the inflection point of its adoption as a genome-editing tool and discuss its potential in crop breeding and its future prospects.Fil: Gonzalez, Matías Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Feingold, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; Argentin

RED SIPIA-LP : Estudio de mecanismos de bajo consumo energético aplicados a Red de Sensores Inalámbricos en el ámbito de Agricultura de Precisión

El proyecto SIPIA-LP tiene como objetivo la optimización del uso energético de una red inalámbrica de sensores (WSN), desarrollada en el contexto de un Proyecto de Investigación y Desarrollo anterior, e instalada en una finca para el monitoreo de parámetros ambientales para el estudio de heladas agronómicas. La WSN está basada en la norma IEEE 802.15.4, que establece el comportamiento a nivel de capa física y de enlace, utilizando la banda libre de 2.4 Ghz. Para la interoperabilidad de estas redes y nodos entre sí, es fundamental la evaluación y estudio de distintos protocolos de comunicación de la Internet de las Cosas, como 6LoWPAN, que permitiría que cada nodo contara con una dirección IPV6. Se está trabajando en el laboratorio en la construcción de una cama de pruebas de sensores inalámbricos en el laboratorio, para comprobar el funcionamiento de los protocolos, métricas de conectividad, y estabilidad del sistema operativo de los nodos (Contiki OS).Eje: Arquitecturas, Redes y Sistemas OperativosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

RED SIPIA-LP : Estudio de mecanismos de bajo consumo energético aplicados a Red de Sensores Inalámbricos en el ámbito de Agricultura de Precisión

El proyecto SIPIA-LP tiene como objetivo la optimización del uso energético de una red inalámbrica de sensores (WSN), desarrollada en el contexto de un Proyecto de Investigación y Desarrollo anterior, e instalada en una finca para el monitoreo de parámetros ambientales para el estudio de heladas agronómicas. La WSN está basada en la norma IEEE 802.15.4, que establece el comportamiento a nivel de capa física y de enlace, utilizando la banda libre de 2.4 Ghz. Para la interoperabilidad de estas redes y nodos entre sí, es fundamental la evaluación y estudio de distintos protocolos de comunicación de la Internet de las Cosas, como 6LoWPAN, que permitiría que cada nodo contara con una dirección IPV6. Se está trabajando en el laboratorio en la construcción de una cama de pruebas de sensores inalámbricos en el laboratorio, para comprobar el funcionamiento de los protocolos, métricas de conectividad, y estabilidad del sistema operativo de los nodos (Contiki OS).Eje: Arquitecturas, Redes y Sistemas OperativosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

RED SIPIA-LP : Estudio de mecanismos de bajo consumo energético aplicados a Red de Sensores Inalámbricos en el ámbito de Agricultura de Precisión

El proyecto SIPIA-LP tiene como objetivo la optimización del uso energético de una red inalámbrica de sensores (WSN), desarrollada en el contexto de un Proyecto de Investigación y Desarrollo anterior, e instalada en una finca para el monitoreo de parámetros ambientales para el estudio de heladas agronómicas. La WSN está basada en la norma IEEE 802.15.4, que establece el comportamiento a nivel de capa física y de enlace, utilizando la banda libre de 2.4 Ghz. Para la interoperabilidad de estas redes y nodos entre sí, es fundamental la evaluación y estudio de distintos protocolos de comunicación de la Internet de las Cosas, como 6LoWPAN, que permitiría que cada nodo contara con una dirección IPV6. Se está trabajando en el laboratorio en la construcción de una cama de pruebas de sensores inalámbricos en el laboratorio, para comprobar el funcionamiento de los protocolos, métricas de conectividad, y estabilidad del sistema operativo de los nodos (Contiki OS).Eje: Arquitecturas, Redes y Sistemas OperativosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Efficient CRISPR/Cas9 Genome Editing in Alfalfa Using a Public Germplasm

Because its ability to acquire large amounts of nitrogen by symbiosis, tetraploid alfalfa is the main source of vegetable proteins in meat and milk production systems in temperate regions. Alfalfa cultivation also adds fixed nitrogen to the soil, improving the production of non-legumes in crop rotation and reducing the use of nitrogen fertilizers derived from fossil fuel. Despite its economic and ecological relevance, alfalfa genetics remains poorly understood, limiting the development of public elite germplasm. In this brief article, we reported the high-efficiency of alfalfa mutagenesis by using the public clone C23 and the CRISPR/Cas9 system. Around half of the GUS overexpressing plants (35S-GUS under C23 genomic background) transformed with an editing plasmid containing two sgRNAs against the GUS gene and the Cas9 nuclease exhibited absence of GUS activity. Nucleotide analysis showed that the inactivation of GUS in CRISPR/Cas9-editing events were produced via different modifications in the GUS gene, including frameshift and non-sense mutations. Using the CRISPR/Cas9 system and two sgRNAs, we have also edited the alfalfa gene NOD26, generating plants with different doses of alleles at this locus, including complete gene knockout at high efficiency (11%). Finally, we discuss the potential applications of genome-editing technologies to polyploid research and to alfalfa improvement public programs.Fil: Bottero, Ana Emilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Gonzalez, Matías Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Tajima, Hiromi. University of California; Estados UnidosFil: Gómez, Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Frare, Romina Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Feingold, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Blumwald, Eduardo. University of California; Estados UnidosFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; Argentin

Amylose starch with no detectable branching developed through DNA-free CRISPR-Cas9 mediated mutagenesis of two starch branching enzymes in potato

DNA-free genome editing was used to induce mutations in one or two branching enzyme genes (Sbe) in tetraploid potato to develop starch with an increased amylose ratio and elongated amylopectin chains. By using ribonucleoprotein (RNP) transfection of potato protoplasts, a mutation frequency up to 72% was achieved. The large variation of mutations was grouped as follows: Group 1 lines with all alleles of Sbe1 mutated, Group 2 lines with all alleles of Sbe1 as well as two to three alleles of Sbe2 mutated and Group 3 lines having all alleles of both genes mutated. Starch from lines in Group 3 was found to be essentially free of amylopectin with no detectable branching and a chain length (CL) distribution where not only the major amylopectin fraction but also the shortest amylose chains were lost. Surprisingly, the starch still formed granules in a low-ordered crystalline structure. Starch from lines of Group 2 had an increased CL with a higher proportion of intermediate-sized chains, an altered granule phenotype but a crystalline structure in the granules similar to wild-type starch. Minor changes in CL could also be detected for the Group 1 starches when studied at a higher resolution.EEA BalcarceFil: Zhao, Xue. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Molecular Sciences; Suecia.Fil: Jayarathna, Shishanthi. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Molecular Sciences; Suecia.Fil: Turesson, Helle. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia.Fil: Fält , Ann Sofie. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia.Fil: Nestor, Gustav. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Molecular Sciences; Suecia.Fil: González, Matías Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentina.Fil: Olsson, Niklas. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia.Fil: Beganovic, Mirela. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia.Fil: Hofvander, Per. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia.Fil: Andersson, Roger. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Molecular Sciences; Suecia.Fil: Anderson, Mariette. Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Plant Breeding; Suecia

State of the art of genetic engineering in potato: from the first report to its future potential

Potato (Solanum tuberosum L.) is a crop of world importance that produces tubers of high nutritional quality. It is considered one of the promising crops to overcome the challenges of poverty and hunger worldwide. However, it is exposed to different biotic and abiotic stresses that can cause significant losses in production. Thus, potato is a candidate of special relevance for improvements through conventional breeding and biotechnology. Since conventional breeding is time-consuming and challenging, genetic engineering provides the opportunity to introduce/switch-off genes of interest without altering the allelic combination that characterize successful commercial cultivars or to induce targeted sequence modifications by New Breeding Techniques. There is a variety of methods for potato improvement via genetic transformation. Most of them incorporate genes of interest into the nuclear genome; nevertheless, the development of plastid transformation protocols broadened the available approaches for potato breeding. Although all methods have their advantages and disadvantages, Agrobacterium-mediated transformation is the most used approach. Alternative methods such as particle bombardment, protoplast transfection with polyethylene glycol and microinjection are also effective. Independently of the DNA delivery approach, critical steps for a successful transformation are a rapid and efficient regeneration protocol and a selection system. Several critical factors affect the transformation efficiency: vector type, insert size, Agrobacterium strain, explant type, composition of the subculture media, selective agent, among others. Moreover, transient or stable transformation, constitutive or inducible promoters, antibiotic/herbicide resistance or marker-free strategies can be considered. Although great efforts have been made to optimize all the parameters, potato transformation protocols are highly genotype-dependent. Genome editing technologies provide promising tools in genetic engineering allowing precise modification of targeted sequences. Interestingly, transient expression of genome editing components in potato protoplasts was reported to generate edited plants without the integration of any foreign DNA, which is a valuable aspect from both a scientific and a regulatory perspective. In this review, current challenges and opportunities concerning potato genetic engineering strategies developed to date are discussed. We describe their critical parameters and constrains, and the potential application of the available tools for functional analyses or biotechnological purposes. Public concerns and safety issues are also addressed.Instituto de BiotecnologíaFil: Nahirñak, Vanesa. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Nahirñak, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Almasia, Natalia Ines. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Almasia, Natalia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: González, Matías Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible (IPADS); ArgentinaFil: González, Matías Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible (IPADS); ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: 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 (IPADS); ArgentinaFil: Décima Oneto, Cecilia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Décima Oneto, Cecilia Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Feingold, Sergio Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible (IPADS); ArgentinaFil: Feingold, Sergio Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vazquez Rovere, Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Vazquez Rovere, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Reduced Enzymatic Browning in Potato Tubers by Specific Editing of a Polyphenol Oxidase Gene via Ribonucleoprotein Complexes Delivery of the CRISPR/Cas9 System

Polyphenol Oxidases (PPOs) catalyze the conversion of phenolic substrates to quinones, leading to the formation of dark-colored precipitates in fruits and vegetables. This process, known as enzymatic browning, is the cause of undesirable changes in organoleptic properties and the loss of nutritional quality in plant-derived products. In potato (Solanum tubersoum L.), PPOs are encoded by a multi-gene family with different expression patterns. Here, we have studied the application of the CRISPR/Cas9 system to induce mutations in the StPPO2 gene in the tetraploid cultivar Desiree. We hypothesized that the specific editing of this target gene would result in a lower PPO activity in the tuber with the consequent reduction of the enzymatic browning. Ribonucleoprotein complexes (RNPs), formed by two sgRNAs and Cas9 nuclease, were transfected to potato protoplasts. Up to 68% of regenerated plants contained mutations in at least one allele of the target gene, while 24% of edited lines carried mutations in all four alleles. No off-target mutations were identified in other analyzed StPPO genes. Mutations induced in the four alleles of StPPO2 gene, led to lines with a reduction of up to 69% in tuber PPO activity and a reduction of 73% in enzymatic browning, compared to the control. Our results demonstrate that the CRISPR/Cas9 system can be applied to develop potato varieties with reduced enzymatic browning in tubers, by the specific editing of a single member of the StPPO gene family.Fil: Gonzalez, Matías Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Andersson, Mariette. Swedish University of Agricultural Sciences; SueciaFil: Turesson, Helle. Swedish University of Agricultural Sciences; SueciaFil: Olsson, Niklas. Swedish University of Agricultural Sciences; SueciaFil: Fält, Ann Sofie. Swedish University of Agricultural Sciences; SueciaFil: Storani, Leonardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Décima Oneto, Cecilia Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Hofvander, Per. Swedish University of Agricultural Sciences; SueciaFil: Feingold, Sergio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Diagnostic Accuracy of Two Molecular Tools for Diagnosis of Congenital Chagas Disease

Background and Objective: The real prevalence of congenital Chagas disease is undefined because of difficulties in the detection of Trypanosoma cruzi by microscopic examination. The aim of this study was to determine the diagnostic accuracy of two molecular diagnostic tools, qPCR and LAMP, in the diagnosis of congenital Chagas disease in a clinical setting. Methods: To this end, we conducted a prospective cohort study in a tertiary care center, of infants under 9 months of age, born in Buenos Aires to women with Chagas disease. Blood samples were collected for microscopic examination and molecular diagnosis at baseline. If negative, infants were followed up until 9 months of age to determine a final diagnosis by serology. In-house qPCR and LAMP previously validated were challenged as index tests. Results: A total of 154 participants were potentially eligible, 120 of whom were enrolled. Finally, 102 (66.2%) of them fulfilled the follow-up. The diagnosis of congenital Chagas disease was confirmed in 13 infants and excluded in 89. Both the sensitivity and specificity of the qPCR were 100.0% (95% confidence interval 75.3–100.0 and 95% confidence interval 95.9–100.0, respectively), whereas the sensitivity and specificity of LAMP were 69.2% (95% confidence interval 38.6–90.9) and 100% (95% confidence interval 95.9–100.0), respectively. Conclusions: The qPCR agreed with the current diagnostic algorithm, and was a reliable and sensitive tool to detect congenital Chagas disease earlier, providing an appropriate and timely identification of infected infants requiring treatment. LAMP was able to detect congenital Chagas disease in infected infants by naked-eye visualization in accordance with a microscopic examination. The advantages of molecular diagnostic tools should be taken into account by the health system to improve congenital Chagas disease diagnosis.Fil: Bisio, Margarita María Catalina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Rivero, Rocío. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud "Dr. C. G. Malbrán". Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gonzalez, Matías Nicolás. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ballering, Griselda Edith. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: D'Amico, Indira. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Kessler, Camila. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Moroni, Samanta. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; ArgentinaFil: Moscatelli, Guillermo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; ArgentinaFil: Ruiz, Andrés Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación. Administración Nacional de Laboratorio e Instituto de Salud "Dr. C. G. Malbrán". Instituto Nacional de Parasitología "Dr. Mario Fatala Chaben"; ArgentinaFil: Altcheh, Jaime Marcelo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Niños "Ricardo Gutiérrez"; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto Multidisciplinario de Investigaciones en Patologías Pediátricas; Argentin