Modificación de los rasgos del almidón en el trigo comercial a través de la edición de genes TaWaxy

Área de la Ciencia:

• Ciencias Agrícolas
• Genética de las plantas
• Ciencias de la alimentación

Sus antecedentes:

• El contenido de amilosa (AC) es crucial para la calidad del trigo.
• El gen TaWaxy controla la síntesis de amilosa con un efecto dependiente de la dosis.
• La eficiencia de la transformación del trigo es esencial para los estudios genéticos.

Objetivo del estudio:

• Para generar mutantes de TaWaxy en el trigo de invierno Jimai 22 utilizando CRISPR/SpCas9 y TaWOX5.
• Analizar el impacto de las mutaciones de TaWaxy en el contenido de amilosa y las características de los gránulos de almidón.
• Evaluar los efectos de los mutantes de TaWaxy en la calidad de los productos derivados del trigo.

Principales métodos:

• Utilizó el sistema CRISPR / SpCas9 combinado con TaWOX5 para la edición de genes de trigo.
• Se generaron y examinaron mutantes TaWaxy libres de transgénicos en las variedades Jimai 22 y Ningchun 4.
• El contenido de amilosa analizado, la morfología de los gránulos de almidón (TEM, SEM) y la calidad del horneado/de los fideos.

Principales resultados:

• Produjo siete tipos mutantes TaWaxy libres de transgénicos en Jimai 22, superando los tres tipos de Ningchun 4.
• Se observó una disminución de las AC (0-19,05%) en los mutantes, con la proteína Waxy-B1 mostrando el impacto más significativo.
• Se identificaron alelos específicos (TaWaxy-abd, TaWaxy-ab, TaWaxy-bd) que confieren el rasgo de trigo ceroso y se observaron diferencias específicas de la variedad (TaWaxy-b).
• Detectado aumento de gránulos de almidón tipo B en granos mutantes.
• Los mutantes mostraron impactos variados en la calidad del producto: disminuido para pan/pastel, mejorado para fideos/cookies (TaWaxy-ad-JM, TaWaxy-b-NC).

Conclusiones:

• La edición genética de TaWaxy modula eficazmente el contenido de amilosa en el trigo.
• Los mutantes con contenido optimizado de amilosa mejoran la calidad de los fideos y galletas, sirviendo como una alternativa práctica a la mezcla.
• El estudio pone de relieve el potencial de la edición genética dirigida para mejorar los rasgos de calidad de uso final del trigo.