Resumen de Functional characterization os satrawberry (Fragaria x Ananassa) fruit-specific and ripening-related genes involved in aroma and anthochyanins biosynthesis
Durante el desarrollo de esta tesis doctoral, se ha procedido al estudio de los cambios transcriptómicos que se producen en el receptáculo de fruto de fresa (Fragaria x ananassa cv Camarosa) durante su maduración empleando una plataforma de microarrays de oligos de fruto de fresa. Este análisis nos permitió seleccionar varios genes diana potencialmente implicados en el proceso de maduración del fruto y con gran importancia biotecnológica, ya que son determinantes de algunas de las propiedades organolépticas que influyen directamente en la calidad final del fruto de fresa. Uno de los genes seleccionados (FaAAT2) presentó homología significativa de secuencia con genes de plantas superiores que codifican alcohol aciltransferasas (AATs), proteínas implicadas en la generación del aroma característico del fruto de fresa maduro. Estas enzimas participan en el último paso de la biosíntesis de ésteres volátiles, catalizando la esterificación de un resto acilo de acil-CoA con un alcohol. En este trabajo hemos determinado que existe una clara correlación entre el incremento de expresión del gen FaAAT2 y el aumento de la biosíntesis de ésteres volátiles a lo largo de la maduración de la fresa. Además, se ha comprobado que su expresión está regulada negativamente por las auxinas sintetizadas en los aquenios. Por otra parte, se analizó la actividad enzimática de la proteína recombínante FaAAT2 obtenida a partir del ADNc completo del gen FaAAT2 empleando una amplia variedad de acil-CoA y alcoholes. La enzima recombinante obtenida mostró actividad en presencia de alcoholes de cadena lineal y alcoholes aromáticos combinados con acetil CoA, aunque mostró preferencia por el cinnamil alcohol como aceptor de grupos acilos. El análisis de los posibles sustratos presentes en el fruto de fresa para esta enzima indicó que la proteína FaAAT2 mostró siempre preferencia por alcoholes C6-C10, siendo más activa con hexanol seguida de octanol y heptanol. Por tanto, nuestros resultados sugieren que la proteína FaAAT2 puede producir ésteres como hexil acetato y octil acetato presentes en el fruto de fresa. Paralelamente y mediante el silenciamiento transitorio de la expresión del gen FaAAT2, se observó una reducción significativa de la producción de volátiles en el fruto de fresa, lo que sugiere que la enzima FaAAT2 estaría implicada en la síntesis de compuestos volátiles y contribuiría de forma importante al aroma final del fruto de fresa. El segundo gen seleccionado para su estudio fue un factor de transcripción perteneciente a la familia MYB (FaMYB10) implicado en la regulación del metabolismo de los flavonoides/fenilpropanoides durante la maduración del fruto de fresa. La expresión de dicho gen resultó ser específica de receptáculo de fruto, inducible a lo largo de la maduración de éste y regulada por auxinas y ácido abscísico. Por otra parte, el análisis transcriptómico de frutos transgénicos con la expresión del gen FaMYB10 silenciada de forma transitoria indicó que muchos de los genes implicados en el metabolismo de flavonoides/fenilpropanoides [Early-regulated Biosynthesis Genes (EBGs): CHS, CHI, F3H, FLS; Late-regulated Biosynthesis Genes (LBGs): DFR , UFGT; y genes de la ruta general: PAL, C4H, 4CL] podrían estar regulados por este factor de transcripción, mientras que reprimiría genes involucrados en la biosíntesis de las proantocianidinas (PAs) (Glicosiltransferasas, F3´5´H, LDOX /ANS, LAR) en receptáculo de frutos inmaduros. Hemos comprobado también que el gen FaMYB10 activa la expresión de los transportadores GST y MATE y parece regular muchos factores de transcripción implicados en la maduración de la fresa. Por tanto, nuestros resultados indican que el factor de transcripción FaMYB10 juega un papel importante en el proceso de maduración del fruto de fresa actuando como parte importante de la cascada de transducción de señales durante este proceso.
