Identificación de SlCDF4: un nuevo factor que controla el tamaño y la composición de fruto del tomate

El tomate es uno de los cultivos más importantes a nivel global y un modelo para estudiar la biología del desarrollo y calidad del fruto. Aunque se han identificado varios genes implicados en caracteres de calidad, desarrollo y tamaño del fruto, se conocen tan solo unos pocos genes reguladores que controlen su crecimiento.

En general, el tamaño y la calidad del tomate están determinados fundamentalmente por procesos que ocurren durante la fase de expansión celular en la etapa temprana del desarrollo del fruto. El crecimiento del fruto en esta fase está sustentado por un gran aumento del volumen celular vinculado a la síntesis de la membrana y pared celular, la acumulación de agua, iones y metabolitos. Análisis bioinformáticos detallados de las redes reguladoras que controlan el desarrollo del fruto, indican que distintos factores transcripcionales participan en las distintas fases de su desarrollo.

Un nuevo estudio colaborativo publicado en la revista Scientific Reports, en el que han participado científicos de distintos laboratorios de las Universidades Politécnica de Valencia (Drs. Begoña Renau, Rosa Victoria Molina y Sergio Nebauer), Politécnica de Madrid (Dr. Jesús Vicente), del Instituto Universitario de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana  (Dr. Jaime Cebolla) y del INIA (Drs. Laura Carrillo, José Domínguez y Joaquín Medina), ha permitido identificar un nuevo factor regulador que participa en el desarrollo del fruto y en el transporte y distribución (partición) de fotoasimilados entre los distintos órganos de la planta.

Mediante un análisis multidisciplinar que integra estudios moleculares, fisiológicos y agronómicos, se ha identificado SlCDF4 como un nuevo factor de transcripción involucrado en el crecimiento de fruto del tomate. SlCDF4 se expresa de forma significativa durante la fase verde de crecimiento y desarrollo del fruto. Además se ha observado que la sobreexpresión dirigida de SlCDF4 en el fruto activa la expresión de genes implicados en la expansión y división celular. Así mismo, se ha descubierto que SlCDF4 también modula la cantidad de fotoasimilados que se acumulan en el fruto, lo que resulta en un aumento significativo en el tamaño, calidad y rendimiento del cultivo cuando se sobreexpresa específicamente en fruto.

Este estudio amplía nuestra comprensión de las funciones de SlCDF4 durante el desarrollo del tomate, proporciona nuevos conocimientos sobre la regulación de la distribución y transporte de fotoasimilados y el metabolismo en fruto y supone una nueva herramienta de gran potencial para programas avanzados de mejora del cultivo.

Leyenda de la figura: Análisis de expresión de SlCDF4 en frutos de tomate. (a) Ejemplos representativos de los tomates analizados en diferentes etapas de desarrollo (días DAA después de la antesis): 5, 10, 15, 20, 30 y 40 DAA. Se muestran las fases de división celular y expansión del crecimiento del fruto. (b) Análisis de expresión mediante qRTPCR de SlCDF4 en frutos de tomate en las diferentes etapas de desarrollo.

Más información

The targeted overexpression of SlCDF4 in the fruit enhances tomato size and yield involving gibberellin signaling. (2020). Begoña Renau‑Morata, Laura Carrillo, Jaime Cebolla‑Cornejo, Rosa Victoria Molina, Raúl Martí, José Domínguez‑Figueroa, Jesús Vicente‑Carbajosa, Joaquín Medina* & Sergio G. Nebauer*. Scientific reports. DOI: 10.1038/s41598-020-67537-x

Renau-Morata, B., Carrillo, L., Dominguez-Figueroa, J., Vicente-Carbajosa, J., Molina, R.V., G. Nebauer, S., Medina, J. 2020. CDF transcription factors: plant regulators to deal with extreme environmental conditions. Journal of Experimental Botany. DOI: 10.1093/jxb/eraa088

Corrales, A-R; Nebauer, SG; Carrillo, L; Fernández-Nohales, P; Marqués, J; Renau-Morata, B; Granell, A; Pollmann, S; Vicente-Carbajosa, J; Molina, R-V; Medina, J. 2014. “Characterization of tomato Cycling Dof Factors reveals conserved and new functions in the control of flowering time and abiotic stress responses”. Journal of Experimental Botany. DOI: 10.1093/jxb/ert451

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