Molecular and metabolomics techniques for the nutritive and organoleptic quality improvement of strawberry (Fragaria x ananassa) - Pott, Delphine (UMA Editorial, 2019)
España ocupa un puesto privilegiado en la producción y exportación de la fresa (Fragaria x ananassa), que es un fruto muy apreciado por su sabor, aroma y valor nutritivo. Sin embargo, ese fruto tiene una bajísima vida postcosecha, lo que implica esfuerzos por conseguir aumentar este período y ampliar los mercados. Además, debido a su complejidad fenotípica y su herencia poligénica, en la agricultura tradicional se ha descuidado la importancia de incluir caracteres relacionados con calidad de fruto, como la presencia de metabolitos importantes en una dieta saludable. En este trabajo, hemos propuesto el uso de técnicas de metabolómica de alto rendimiento asociadas a herramientas genéticas para mapear loci o genes involucrados en metabolitos responsables de las características organolépticas y nutritivas de la fresa. En paralelo, se ha realizado un estudio metabolómico de cinco cultivares comerciales de fresa sometidos a varios tratamientos de postcosecha. Se cuantificaron 50 metabolitos primarios y 130 metabolitos secundarios en una población de mapeo F1 que deriva de un cruzamiento entre dos líneas de fresa con fenotipo contrastante. Se procedió a un mapeo de “loci de caracteres cuantitativos” (QTLs), usando los niveles de metabolitos y el mapa genético de la población previamente publicado, para buscar asociaciones entre regiones genómicas y compuestos relacionados con calidad de fruto. De esta manera, se identificaron a lo largo de todos los grupos de ligamiento del mapa de la población 132 QTLs para metabolitos primarios y 465 QTL para metabolitos secundarios, de los cuales 20 y 110 se detectaron en frutos cosechados durante dos años consecutivos. Un análisis más profundo de las regiones genómicas delimitadas por los QTLs permitió la identificación de una serie de genes candidatos responsables de los niveles de metabolitos en el fruto de fresa.
Entre ellos, se identificaron una glucose-6-fosfato epimerasa y una galactinol-sacarosa galactosiltransferasa como posibles candidatos en la variación de los niveles de sacarosa y rafinosa, un factor de ensamblaje mitocondrial de la succinato deshidrogenasa para el contenido en ácido succínico, una malato deshidrogenasa glioxisomal para el ácido málico y una acetiltransferasa para el ácido elágico. Se transformaron de manera estable plantas de fresa para silenciar y/o sobreexpresar algunos de esos genes candidatos, por lo que se espera llevar a cabo un estudio funcional y bioquímico de los genes en frutos durante las próximas temporadas. En paralelo, se sometió a diferentes tratamientos de postcosecha (almacenamiento en frío o frío combinado con atmosferas modificadas) frutos de cinco variedades comerciales de fresa. Se sometió el metaboloma de esos frutos a aproximaciones estadísticas multivariantes para resaltar los procesos más característicos del fruto senescente. Además, el comportamiento de ciertos metabolitos se vio influido por el tipo de tratamiento postcosecha. En conclusión, la identificación de QTL que controlan el contenido en metabolitos primarios y secundarios del fruto de fresa y de posibles genes candidatos convierte este estudio en una fuente de información y una herramienta de gran utilidad para el desarrollo futuro de nuevas variedades con características organolépticas y nutritivas superiores. Además, la caracterización metabolómica de la vida postcosecha en diferentes genotipos de fresa comerciales y la posterior integración y modelización de los datos obtenidos mediante herramientas bioinformáticas facilitará la identificación de factores responsables de la pérdida de calidad en frutos durante su almacenamiento. Fecha de lectura de Tesis Doctoral: 24 enero 2019.
Keywords: Fresas - Cultivo; Cultivos - Genética; Fresas - Biotecnología; Metabólomica; Calidad de fruto; Fresa; QTL; Postcosecha