undefined

Inactivation of the germacrene A synthase genes by CRISPR/Cas9 eliminates the biosynthesis of sesquiterpene lactones in Cichorium intybus L.

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Cankar, Katarina; Bundock, Paul; Sevenier, Robert; Häkkinen, Suvi T.; Hakkert, Johanna Christina; Beekwilder, Jules; van der Meer, Ingrid M.; de Both, Michiel; Bosch, Dirk

Abstrakti:

<p>Chicory (Cichorium intybus var. sativum) is an industrial crop species cultivated for the production of a fructose polymer inulin, which is used as a low-calorie sweetener and prebiotic. Besides, inulin chicory taproots also accumulate sesquiterpene lactones (STLs). These are bitter tasting compounds, which need to be removed during inulin extraction, resulting in additional costs. In this work, we describe chicory lines where STL accumulation is almost completely eliminated. Genome editing using the CRISPR/Cas9 system was used to inactivate four genes that encode the enzyme that performs the first dedicated step in STL synthesis, germacrene A synthase (CiGAS). Chicory lines were obtained that carried null mutations in all four CiGAS genes. Lines lacking functional CiGAS alleles showed a normal phenotype upon greenhouse cultivation and show nearly complete elimination of the STL synthesis in the roots. It was shown that the reduction in STLs could be attributed to mutations in genetically linked copies of the CiGAS-short gene and not the CiGAS-long gene, which is relevant for breeding the trait into other cultivars. The inactivation of the STL biosynthesis pathway led to increase in phenolic compounds as well as accumulation of squalene in the chicory taproot, presumably due to increased availability of farnesyl pyrophosphate (FFP). These results demonstrate that STLs are not essential for chicory growth and that the inhibition of the STL biosynthesis pathway reduced the STL levels chicory which will facilitate inulin extraction.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

19

Numero

12

Sivut

2442-2453

Julkaisu­foorumi

65113

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY NC

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Maatalouden bioteknologia; Ympäristötiede; Maataloustiede

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Kyllä

DOI

10.1111/pbi.13670

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä