Genetic analysis of fruit flavor and aroma volatile compounds in wild strawberry

Resumen

La fresa representa el cultivo de bayas más consumido en todo el mundo, con una producción de 9,2 millones de toneladas en el año 2017. Los programas de mejora se han centrado en caracteres agronómicos, siendo la calidad del fruto un objetivo principal en los últimos años. El sabor es el factor responsable de la calidad en la fresa, actuando directamente sobre el consumidor. La fresa diploide (Fragaria vesca) es modelo para elfresón, debido a su ciclo de vida perenne, pequeño genoma, corto periodo generacional, un sistema de transformación genética simple y eficiente y abundantes recursos genéticos. El objetivo principal de este trabajo es estudiar la base genética del sabor del fruto en la fresa diploide utilizando una colección de líneas isogénicas (NIL) desarrollada por un cruce entre unparental recurrente F. vesca y un parental donante F. bucharica._x000D_ _x000D_ En primer lugar, incrementamos la colección NIL desarrollada previamente con 10 nuevas líneas, con una cobertura del 94.8% del genoma del parental donante. Para posicionarlos loci de los caracteres cuantitativos (QTL),se analizaron pH, ácido cítrico y ºBrix enfresas maduras. Se mapeó un QTL estable asociado alincrementodel pH, dos QTL asociados con su disminución, dos QTL asociados con la reducción en ácido cítrico y un QTL relacionado con incremento deºBrix._x000D_ _x000D_ Debido a la localización en LG5 de QTL asociados a compuestos volátiles, estudiamos su acumulaciónen todas las líneas del LG5. Se identificaron diecisiete compuestos volátiles clave y se maparon cinco QTL. Los QTL asociados al metil2-aminobenzoato y mirtenil acetato se localizan en LG5:20-35cM. El QTL asociado a la disminución de metil butanoato se localizó en LG5:11-20cM. Dos QTL ligados a la variación decompuestos volátiles verdes (CVV) (Z)-3-hexenil acetato y (E)-2-hexenil acetato están en LG5:50-76cM._x000D_ _x000D_ Los genes candidatos que controlan la acumulación de compuestos volátiles aromáticos en LG5fueron once yse analizósu transcripción en frutas completamente maduras de F. vesca y de las líneas NIL de la región LG5.Se identificaron tres genes en LG5:0-35cM y tres genes en LG5:50-76cM que presentan diferencias significativas en la expresión entre el padre F. vesca y las NIL que albergan alelos de F. bucharica. El gen FvH4_5g29270 que codifica una 3Z-2E-enal isomerasa se seleccionó como gen candidato para CVV en LG5:50-76cM. Para verificar la función del gen FvH4_5g29270, se construyó el vector de sobreexpresión génica y se expresó de forma transitoria en F. vesca y en las NILs que contienen el alelo de FvH4_5g29270 en F. bucharica mediante transfección mediada por agrobacterium. Sin embargo, los resultados del contenido de CVVno fueron los esperados, principalmente debido a la baja eficiencia de transformación._x000D_ _x000D_ La importancia de apariencia externa enfresa es el color,y se analizó aplicando ocho parámetros de color en tres cosechas distintas en la colección. Se observó el color del fruto anaranjado en algunas NILs y se mapeó en LG5:35-39cM. Se analizaron dieciocho genes candidatos en esta región para determinar el nivel de expresión de la transcripción en frutos maduros en plantas de F. vesca y en las NILs que albergan la introgresión LG5:35-39. El gen FvH4_5g14770 que codifica para una proteína de unión al complejo clorofila A-B dependiente de luz se seleccionó como un buen gen candidato ya que mostró un nivel de transcripción significativamente mayor en las fresas de color anaranjado que en las fresas rojas, y dicho cambio puede estar relacionado con la reducción del contenido de clorofila. Todos estos resultados proporcionaron una base fundamental para la mejora del aroma y la variación del color de la fresa.

Fecha de lectura	27 ene 2020
Idioma original	Inglés
Supervisor	Amparo Monfort Vives (Director/a)