Expansinas Clustered modulan la longitud del pedicelo regulando la elongación celular en tomate

Área de la Ciencia:

• Biología Vegetal
• Genética
• Ciencia Agrícola

Sus antecedentes:

• El pedicelo del tomate conecta los frutos a las plantas, influyendo en el desarrollo y la cosecha del fruto. Los factores genéticos que controlan la longitud del pedicelo (PL) son en gran medida desconocidos.
• Comprender la genética de la PL es vital para mejorar el crecimiento del fruto del tomate, la cosecha y el manejo poscosecha.

Objetivo del estudio:

• Identificar la base genética de la longitud del pedicelo del tomate (PL).
• Investigar el papel de las expansinas (EXPs) en la regulación del alargamiento del pedicelo.
• Desarrollar un marcador molecular para mejorar tomates con PL optimizado.

Principales métodos:

• Se integraron estudios de asociación de genoma completo (GWAS) y análisis de segregación agrupada (BSA).
• Se generaron mutantes homocigotos utilizando CRISPR/Cas9 para estudiar las funciones de los genes EXP.
• Se realizaron análisis bioquímicos, transcriptómicos y de genética de poblaciones.
• Se desarrolló y validó un marcador molecular para PL.

Principales resultados:

• Se identificó un locus de alta confianza TPL3 que alberga un clúster de seis expansinas (EXPs) que regulan el alargamiento del pedicelo.
• Las mutaciones en los genes EXP demostraron efectos dependientes de la dosis en el alargamiento del pedicelo en células corticales y de la médula.
• Las EXPs regulan la composición de la pared celular, reduciendo la celulosa y alterando la biosíntesis de lignina y los genes de remodelación de la pared celular.
• Se detectaron fuertes firmas de selección en TPL3 durante la evolución del tomate.
• Se desarrolló un marcador molecular para PL con una eficiencia de genotipado del 94,2%, útil para cultivares comerciales.

Conclusiones:

• El clúster de genes EXPs en TPL3 es un regulador clave del alargamiento del pedicelo del tomate.
• El alargamiento del pedicelo está relacionado con la modificación de la pared celular y el desarrollo de órganos reproductivos, incluido el peso del fruto.
• El marcador molecular desarrollado facilita la selección asistida por marcadores para optimizar la PL en programas de mejora de tomate.