Tesis doctoral de Laura Pascual Bañuls
Resumen el cuajado del fruto es uno de los procesos más importantes del desarrollo vegetal, de él dependen la reproducción y propagación de la planta, cuando se trata de especies silvestres, y la producción en el caso de las especies cultivadas. El estudio de los genes regulados durante este proceso es crucial para comprender mejor los mecanismos implicados y mejorar el cuajado, especialmente en condiciones ambientales adversas. El tomate, solanum lycopersicum, además de ser uno de los principales cultivos de hortalizas, ha sido ampliamente utilizado en investigación, tanto básica como aplicada. Sin embargo, la mayoría de estudios del desarrollo del fruto en esta especie se han centrado en los procesos que tienen lugar durante la maduración y no han abordado el estudio del cuajado a gran escala. En este sentido, el estudio de materiales con capacidad partenocárpica tiene especial interés, facilita el estudio del cuajado sin interferencia de los procesos relacionados con el desarrollo del embrión y posibilita el estudio de los estadios tempranos del desarrollo del fruto independientemente de la polinización. Además, el empleo de estos materiales en la mejora es especialmente ventajoso puesto que permite obtener frutos incluso en ausencia de polinización y fecundación. En tomate existen diversas líneas con capacidad partenocárpica facultativa, entre ellas rp75/59 que es capaz de producir frutos sin semillas de las mismas características morfológicas que los frutos normales en ausencia de fecundación. el objetivo general de esta tesis es estudiar el desarrollo del carpelo y el cuajado partenocárpico en tomate, lo que servirá de base para la mejora del cuajado en condiciones adversas. Con objeto de mejorar el conocimiento acerca de los procesos biológicos implicados en el cuajado del fruto se aislaron genes implicados en este proceso en tomate. Para ello se empleó la técnica de sustracción de genotecas y los datos de expresión génica de la especie modelo arabidopsis. Al estudiar los genes aislados se comprobó que incluían genes relacionados con funciones como la respuesta a hormonas, que habían sido previamente relacionados con el cuajado del fruto. Pero también genes desconocidos, que constituyen una valiosa fuente de información para futuros estudios acerca del cuajado. Además, se realizó un estudio de conservación entre ambas especies y se encontró un alto grado de correlación, superior al 75%, lo que demuestra que existen una serie de mecanismos generales implicados en el cuajado del fruto en dicotiledóneas. para seguir profundizando en el estudio de los genes implicados en el cuajado del fruto y entender mejor los mecanismos exactos implicados en el desarrollo del carpelo, se realizó un análisis transcriptómico del desarrollo y cuajado en tomate. Se empleó una variedad control (uc82), en la que se analizaron el proceso de desarrollo del carpelo, cuajado del fruto y fecundación de manera conjunta. Esto ha permitido identificar 2842 genes regulados a lo largo de estos procesos. Mediante el análisis funcional del transcriptoma se han determinado las funciones biológicas implicadas en el cuajado, algunas de las cuales ya habían sido encontradas en el análisis realizado en arabidopsis. por otro lado, empleando la línea partenocárpica rp75/59, se ha diseccionado a nivel transcriptómico el cuajado partenocárpico del fruto en tomate. Las diferencias de expresión entre esta línea y la variedad control no partenocárpica están centradas en el estadio de antesis. Probablemente porque a diferencia de lo que ocurre en la variedad control, donde el carpelo cesa su desarrollo hasta que tienen lugar la polinización y fecundación, en rp75/59 la antesis no es más que un estadio transitorio entre carpelo y fruto. En esta línea se han identificado 758 genes expresados diferencialmente con respecto a la variedad normal. El estudio detallado de los genes relacionados con hormonas, ha permitido determinar que en rp75/59 la alta concentración de gas en el carpelo se debe a la sobre-expresión de la ga20-oxidasa 3. La concentración de gas posibilita el desarrollo del fruto en ausencia de polinización y fecundación. Además, la sobre-expresión del gen aco5 a lo largo de todos los estadios estudiados alteraría la síntesis de etileno lo que podría inducir la síntesis de auxinas. el aislamiento de los genes directamente responsables del fenotipo rp75/59 sería muy interesante tanto desde el punto de vista científico, como aplicado, ya que facilitaría el empleo de este carácter en programas de mejora. Hasta la fecha no se habían conseguido realizar avances significativos en este sentido, probablemente debido a las dificultades a la hora de caracterizar este fenotipo. En esta tesis el análisis de la generación f2 desarrollada a partir de rp75/59 y uc82 ha permitido clarificar la partenocarpia de estos materiales y desarrollar una población segregante que servirá de base para realizar el cartografiado e identificación de genes implicados en el control de este carácter y en el cuajado y desarrollo del fruto.
Datos académicos de la tesis doctoral «Análisis del cuajado y desarrollo partenocárpico del fruto en solanáceas:identificación de genes implicados«
- Título de la tesis: Análisis del cuajado y desarrollo partenocárpico del fruto en solanáceas:identificación de genes implicados
- Autor: Laura Pascual Bañuls
- Universidad: Politécnica de Valencia
- Fecha de lectura de la tesis: 10/03/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Fernando Nuez Viñals
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José pío Beltrán porter
- Ana Conesa cegarra (vocal)
- María Luisa Badenes catalá (vocal)
- gabino Rios García (vocal)