PRESENTACIÓN PÚBLICA DE RESULTADOS
Proyecto 172_PI: Desarrollo de la tecnología para la 
edición génica para el mejoramiento del cultivo de papa a 
través de la herramienta CRISPR-Cas9
M.Sc. Blga. Elizabeth Fernandez Huaytalla
Investigadora Responsable del Proyecto
La Molina, Junio del 2020
INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
Desarrollo de la tecnología para la edición génica para el mejoramiento del 
TÍTULO DEL PROYECTO
cultivo de papa a través de la herramienta CRISPR-Cas9
Desarrollo en el INIA de la herramienta CRISPR/Cas9 para el incremento de la 
PROPÓSITO
tolerancia a estreses bióticos y/o abióticos, en variedades comerciales de papa
DEPENDENCIA DEL INIA 
Sede Central La Molina-Lima
EJECUTORA
DURACIÓN (meses) 18 Meses
PRESUPUESTO S/. 566,182.61
ÁMBITO DE INTERVENCIÓN
DEPARTAMENTO PROVINCIA LUGAR
Lima Lima Sede Central-INIA
Cajamarca Cajamarca Baños del Inca
Junín Huancayo Santa Ana
Resumen Ejecutivo
• El proyecto tiene como objetivo desarrollar, en el INIA, la herramienta CRISPR/Cas9 para el incremento de la
tolerancia a estreses bióticos y/o abióticos, en variedades comerciales de papa; así como fortalecer las capacidades
en el equipo técnico del INIA para el desarrollo de la tecnología de edición de genes.
• El proyecto tuvo una duración de 19 meses, desde setiembre del 2018 a abril del 2020.
• A través de la Subdirección de Biotecnología se ha logrado establecer herramientas para la edición génica de papa
generando protocolos para el diseño de ARN guías, construcción de vectores de edición, aislamiento de protoplastos
a partir de hojas y mediante un experimento de expresión de genes se logró generar data para mejorar la
comprensión de los genes involucrados en la infección del patógeno de papa Phytophthora infestans en Solanum
tuberosum.
• Se realizó el fortalecimiento de capacidades a través de eventos de capacitación a nivel internacional contando con
participantes provenientes de países como Colombia, Brasil, Costa Rica, Turquía y México. Asimismo, se ha llevado
a cabo talleres de capacitación a productores de papa de comunidades altoandinas en cuanto al manejo agronómico
del cultivo de papa para mejorar su producción. Finalmente, se realizó la difusión de resultados a través de un póster
en un evento científico, logrando obtener el primer lugar al mejor póster de trabajo de investigación.
• Finalmente, el proyecto 172_PI que hace uso de la tecnología de edición génica CRISPR/Cas9, evidencia que el
INIA ha desarrollado la fase inicial de esta herramienta, usando como primer cultivo a la papa.
Desarrollo de la tecnología para la edición génica para el mejoramiento del cultivo de 
papa a través de la herramienta CRISPR-Cas9
Objetivos específicos:
1. Evaluación genética y molecular de material de papa en las EEA Baños del
Inca y EEA Santa Ana
Realizar experimentos en campo para evaluar resistencia a Phytophthora infestans (Pi).
2. Recopilación, selección y análisis de secuencias de los genes de
resistencia/tolerancia al estrés biótico y/o abiótico
Buscar genes de interés asociados a la resistencia de Pi para diseñar y construir
vectores de edición.
3. Entrenamiento en el diseño y la construcción de los vectores para edición
génica y la potencial aplicación de esta tecnología en el mejoramiento
genético de papa.
Realizar eventos de capacitación en el uso de la herramienta CRISPR/Cas9.
4. Evaluación del potencial para producir embriones somáticos y/o protoplastos
en al menos 3 variedades de papa
Realizar experimentos para obtener protocolos de producción de protoplastos en papa
a partir de hojas de plántulas in vitro.
5. Fortalecimiento de capacidades de investigación
Formación de profesionales (tesistas), realización de eventos de capacitación y difusión
de resultados.
Objetivo 1: Evaluación genética y molecular de material de papa en las EEA Baños del 
Inca y EEA Santa Ana
Experimento: Evaluación de resistencia a
Phytophthora infestans de cinco variedades de
papa en Cajamarca y Junín
• El tizón tardío es ocasionado por el oomiceto
Phytophthora infestans (Pi) y causa pérdidas de
rendimiento del 16% a nivel mundial.
• 5 variedades mejoradas de papa del Perú: INIA
302-Amarilis, INIA 303-Canchán, INIA 309-
Serranita, INIA 326-Shulay y Yungay (Campaña
agrícola 2018-2019)
• Localidades: Chucmar, Chota-Cajamarca y
Huaripampa, Tarma-Junín
• La resistencia a Pi se determinó calculando la
susceptibilidad de cada variedad mediante el uso
de las variables AUDPC (aérea bajo la curva del
progreso de la enfermedad), rAUDPC (AUDPC
UBICACIÓN DE LOS relativo) y escala de susceptibilidad.
EXPERIMENTOS EN CAMPO
Objetivo 1: Evaluación genética y molecular de material de papa en las EEA Baños del 
Inca y EEA Santa Ana
• La variedad Shulay demostró ser resistente seguido de la 
variedad Serranita. 
• Las variedades Amarilis, Yungay y Canchán fueron susceptibles.
• La variedad Shulay fue seleccionada para llevar a cabo 
experimentos de expresión de genes en condiciones 
controladas de invernadero en la Sede Central, Lima.
Experimento: Análisis de expresión de genes en dos variedades de 
papa inoculadas con Phytophthora infestans (Pi) POX67
• Obtener el perfil transcripcional en una variedad resistente
(Shulay) y una susceptible (Yungay) durante la infección con
tizón tardío utilizando el secuenciamiento por RNAseq.
• Ubicación: INIA (Sede Central) y Centro Internacional de la
Papa (CIP, Lima).
Las colectas de muestras de foliolos se realizaron en las mismas plantas para diferentes tiempos:
T0: tiempo antes de la inoculación (12 horas antes)
T1: tiempo después de la inoculación (24 horas después)
T2: tiempo después de la inoculación (48 horas después)
T3: tiempo después de la inoculación (72 horas después)
Instalación del experimento en 
Invernadero de la DRGB (Sede Central) 
Experimento: Análisis de expresión de genes en dos variedades de 
papa inoculadas con Phytophthora infestans (Pi) POX67
Flujo de trabajo del secuenciamiento de ARN (NOVOGENE Inc, EEUU)
Infección con Pi en invernadero 
de bioseguridad en el CIP
Toma de muestras de foliolos y Verificación de la calidad de ARN
extracción de ARN Análisis de Datos por herramientas bioinformáticas
Experimento: Análisis de expresión de genes en dos variedades de 
papa inoculadas con Phytophthora infestans (Pi) POX67
• Los resultados de los Análisis de
Componentes Principales (PCA) demuestran
que hay un componente genético que se
está expresando en la variedad Shulay a
partir de las 48 horas (círculo) producto de la
infección con P. infestans en comparación
con los tratamientos control (T0) y con el
tratamiento a las 24 horas.
Análisis de componentes principales (PCA) de
las muestras Shulay (S) del experimento
T0: tiempo antes de la inoculación (12 horas antes)
T1: tiempo después de la inoculación (24 horas después)
T2: tiempo después de la inoculación (48 horas después)
T3: tiempo después de la inoculación (72 horas después)
Objetivo 2: Recopilación, selección y análisis de secuencias de los genes de
resistencia/tolerancia al éstres biótico y/o abiótico
Vectores para edición (05)
1°Recopilación 
3°Análisis
“db_crispr”
Servidor del LBMG
Acuerdo de Transferencia de 
material genético (ATM)
2°Selección
Recopilación y selección
Vista de la base de datos de secuencias de papa “db_crispr” usando el 
interfaz de Jbrowse
Análisis de los genes seleccionados
Ejemplo: StDMR6 (Sotub03g017040)
Visualización del gen StDMR6 en la herramienta en línea Splign. A) Fragmento del marco de lectura del gen StDMR6 donde se indica la 
Los círculos verde y rojo, indican el inicio y final de la secuencia región CDS, el exón 1 ( celeste) y el exón 2 ( azul)
codificante, respectivamente. La línea verde indica el primer
marco de lectura. B) Los espacios entre los recuadros amarillos
pertenecen a las secuencias intrónicas y los recuadros a los
exones.
*Búsqueda de genes objetivo ‘target’
Participa en la síntesis de carotenoides, cuya deficiencia da como resultado la despigmentación de las
PDS plantas. Por ello, este gen puede servir como un buen modelo para la visualización y evaluación de la
eficiencia de los métodos de edición génica (Khromov et al. 2018).
Dentro de los genes S, según el estudio de Sun et al. (2016). Este gen se encuentra anotado en la base de
StDMR6 datos del consorcio (PGSC, por sus siglas en inglés), facilitando la obtención de sus secuencias. Su
inactivación (knockout) le transfiere resistencia a la planta contra P. infestans.
Dentro de los genes S, según el estudio de Sun et al. (2016). Este gen se encuentra anotado en la base
StSR4 de datos del consorcio (PGSC, por sus siglas en inglés), facilitando la obtención de sus secuencias. Su
inactivación (knockout) le transfiere resistencia a la planta contra P. infestans.
Su inactivación (knockout) le transfiere resistencia a la planta contra P. infestans. Debido a la falta de
NRL1 estudios sobre su relación con la resistencia a P. infestans en papa y el que aún no haya sido anotado en
la base de datos del consorcio, nos abre la posibilidad de generar mayor conocimiento sobre su rol en el
cultivo de papa
-Khromov, A. V., Gushchin, V. A., Timerbaev, V. I., Kalinina, N. O., Taliansky, M. E., Makarov, V. V. (2018). Guide RNA Design for CRISPR/Cas9-Mediated Potato Genome Editing. In Doklady Biochemistry and Biophysics 
479(1), 90-94
-Sun, K., Wolters, A. M., Vossen, J. H., Rouwet, M. E., Loonen, A. E., Jacobsen, E., Visser,G.F., Bai, Y. (2016). Silencing of six susceptibility genes results in potato late blight resistance. Transgenic research, 25(5), 731–742. 
doi:10.1007/s11248-016-9964-2
Construcción de vectores con los genes 
seleccionados
…más adelante
Fuente: Vilas Parkhi et al., 2018
Secuenciamiento
Validar secuencia del vector construido 
Parkhi Vilas, Bhattacharya Anjanabha, Choudhary Shalu, Pathak Rahul, Gawade Vrushali, Palan Bhavesh, Alamalakala Leela, Mikkilineni Venugopal, Char Bharat. (2018). Demonstration of CRISPR-cas9-mediated pds gene editing in a 
tomato hybrid parental line.  Indian Journal of Genetics and Plant Breeding. Volume: 78, Issue:1
Objetivo 3: Entrenamiento en el diseño y la construcción de los vectores
para edición génica y la potencial aplicación de esta tecnología en el
mejoramiento genético de papa.
• *Curso de capacitación: “Fundamento de CRISPR/Cas9
y sus aplicaciones en programas de mejoramiento
genético” del 23 al 27 de marzo de 2020
• Instituciones organizadoras:
• Instituto Nacional de Innovación Agraria - INIA
• Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e
Innovación Tecnológica – CONCYTEC
• Universidad Nacional Agraria La Molina –
UNALM
• Capacitadores profesionales invitados del Instituto
Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) de
Argentina.
*Suspendido por la emergencia sanitaria
Objetivo 4: Evaluación del potencial para producir embriones somáticos y/o
protoplastos en al menos 3 variedades de papa
Experimento: Inducción de callos embriogénicos en 06 variedades de papa
• Variedades: Shulay, Desirée, Amarilis, Yungay, Serranita y Canchán
• Para las pruebas de inducción a callos embriogénicos de papa se usó la
fitohormona 2,4-D .
• El cultivar Desirée fue la que mayor callogénesis formó con una concentración
de 3 mg/L de 2,4-D.
• Se ha encontrado que las respuestas son diferentes en las variedades
utilizadas en los ensayos.
Propagación Inducción
La mejor dosis de 2,4-D para formación de callo fue de
4 mg/L para los cultivares de Amarilis, Canchán,
Serranita, Yungay y 3 mg/L para los cultivares Desirée
Adquisición de material in vitro y Shulay
Multiplicación in vitro 
Objetivo 4: Evaluación del potencial para producir embriones somáticos y/o
protoplastos en al menos 3 variedades de papa
Experimento: Obtención de
protoplastos en las variedades de papa
seleccionadas
• Variedades de papa: Desirée, Canchán
y Serranita (plántulas in vitro).
• Se basó en los protocolos del trabajo de
investigación: Fusión de protoplastos en
especies cultivadas y silvestres del
género Solanum de Espejo, R. (2000)
con algunas modificaciones.
• La viabilidad de los protoplastos se
realizó mediante la tinción con azul de
Evans y el conteo se realizó mediante
el uso de la cámara de Neubauer
Espejo, R. (2000) Fusión de protoplastos entre especies cultivadas y silvestres del género Solanum. Trabajo de tesis. Universidad Nacional Agraria La Molina.
Obtención de protoplastos en las variedades de papa seleccionadas
• Producción de protoplastos a partir de hojas:
Protoplastos de la variedad Protoplastos de la variedad 
Canchán Serranita
• Se logró estandarizar un protocolo de aislamiento
de protoplastos, para las variedades Canchán,
Desirée y Serranita, sin embargo, aún requiere la
optimización de los medios de regeneración.
Protoplastos de la variedad Desirée
Objetivo 5: Fortalecimiento de capacidades en investigación
Participación de la Bach. Andrea Jara en el II Simposium Internacional 
de Biotecnología y Agrobiodiversidad, llevada a cabo en la ciudad de 
Trujillo del 26 al 29 de agosto del 2019. Obteniendo PREMIO MEDALLA 
BIOREDNORTE – PERÚ 2019.
Objetivo 5: Fortalecimiento de capacidades en investigación
Desarrollo  del Curso Internacional 
“APLICACIONES BIOINFORMÁTICAS EN APOYO AL ANÁLISIS DE 
INVESTIGACIONES EN BIOTECNOLOGÍA DE PLANTAS” con 
financiamiento del ICGEB y apoyo de CONCYTEC, llevada a cabo del 
04 al 15 de marzo de 2019.
Participación en el Curso “TEORIA Y APLICACIÓN DE CRISPR” 
organizado por SENASA, el 09 y 10 de octubre de 2019; y en el 
Curso Teórico – Práctico “HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS 
Y MOLECULARES APLICADO AL MEJORAMIENTO GENÉTICO EN 
PLANTAS” con financiamiento del INIA y CONCYTEC, llevada a 
cabo del 04 al 08 de noviembre de 2019.
Objetivo 5: Fortalecimiento de capacidades en investigación
Act5.2. Propuestas del proyecto de tesis
Se han presentado 03 propuestas de proyecto tesis 
01 ha sido aprobada y sustentada
02 proyectos de tesis en proceso de aprobación.
 Se ha sustentado 01 Tesis 
6. Gestión del proyecto
• Se ha presentado 5 Informes Técnico y Financiero
(ITF).
• Se han elaborado documentos técnicos como LÍnea
de Base, Línea de salida, Plan de cierre, entre otros.
• Se han adquirido equipos para el desarrollo del
Proyecto.
RELACIÓN DE EQUIPOS ADQUIRIDOS
ITEM NOMBRE
DENOMINACIÓN
PROVEEDOR
1 Microscopio estereoscopio BAIRES S.A.C.
2 Microscopio estereoscopio BAIRES S.A.C.
3 Disco duro interno 2TB CLOUDATEL SOLUTIONS S.A.C.
4 Disco duro interno 2TB CLOUDATEL SOLUTIONS S.A.C.
5 Dispensador digital MERCK PERUANA S.A.
6 Termomezclador (Thermomixer) MERCK PERUANA S.A.
7 Set de micropipetas MERCK PERUANA S.A.
8 Pipetor multicanal MERCK PERUANA S.A.
9 Workstation Dell Precision 5820 Tower CTO CLOUDATEL SOLUTIONS S.A.C.
15 Micropipeta 1000-5000 uL MASED REPRESENTACIONES S.A.C.
16 Pipetor 10 mL MASED REPRESENTACIONES S.A.C.
11 Monitor LED 21.5" EAC Consulting S.A.C.
12 Disco duro externo 1TB USB 3.0 EAC Consulting S.A.C.
13 TERMOHIGRÓMETRO ARMOTEC CONTRATISTAS GENERALES S.A.C.
14 LUXÓMETRO DIGITAL ARMOTEC CONTRATISTAS GENERALES S.A.C.
Impresora Multifuncional Epson L5190 (EEA 
10 CACERES DE REOMERO BLANKA ELENA
Baños del Inca)
17 Pipeta variable 0,1-2,5 uL MERCK PERUANA S.A.
18 Pipeta variable 0,5-10 uL MERCK PERUANA S.A.
CONCLUSIONES
• Se ejecutó el 87.19% del presupuesto asignado.
• Ejecución de metas físicas al 77%:
 Objetivo 1  100%
 Objetivo 2  100%
 Objetivo 3  0.0% (Taller de capacitación interrumpido)
 Objetivo 4  100%
 Objetivo 5  80% (Taller de presentación de resultados interrumpido)
• Se desarrolló dos herramientas para la generación de vectores de edición
y para el aislamiento y producción de protoplastos.
• Se logró obtener tres vectores para la edición de los genes PDS, StSR4 y
NRL1 de Solanum tuberosum “papa” utilizando el método de clonación
Golden Gate
• Se realizó dos eventos para el fortalecimiento de capacidades. (1) Día de
campo en la localidad de Huaripampa, provincia de Tarma donde se
capacitó a productores de papa de la zona, (2) Taller internacional de
capacitación “Aplicaciones Bioinformáticas en apoyo al análisis de
Investigaciones en Biotecnología de Plantas”.
• Productos:
 01 Tesis licenciatura sustentada
 02 Proyectos de tesis por aprobar
 01 Manuscrito
 01 Manual de bioseguridad.
Equipo Técnico
Blga.Mcs. Elizabeth Fernandez - Investigador Responsable del Proyecto
Dra. Dina Gutiérrez Reynoso - Colaboradora
Dra. Sandra Manrique Trujillo - Colaboradora
Mcs. Reinhard Simon - Colaborador
Blgo. Juan Herrera - Asistente de Investigación
Blga. Mcs. María Lupe Román - Consultora en Biotecnología
Bach. Almendra Astete - Asistente técnico
Bach. Andrea Jara - Tesista
Equipo Técnico – Estaciones Experimentales Agrarias
Ing. Rosmeri Pando - Responsable en la EEA-Baños del Inca
Ing. Pacífico Muñoz - Asistente en la EEA-Baños del Inca
Dra. Noemí Zuñiga - Responsable en la EEA- Santa Ana
Bach. Jheferson Gutiérrez - Asistente en la EEA-Santa Ana
Bach. Nebil Herrera - Tesista
Apoyo
Bach. Jesús Ancieta - Administrador del Proyecto
Tec. Yris Tenazoa - Técnica de Laboratorio LBMG Sede Central