Cartografiado de QTL y genes candidatos asociados a metabolitos determinantes de la calidad de fruto en melocotón

Abstract

Tradicionalmente los programas de mejora del melocotón (Prunus persica (L.) Batsch) se centraron fundamentalmente en la obtención de genotipos elite de alta productividad, resistentes a plagas y patógenos, adaptados a diferentes zonas agroecológicas y que produzcan frutos de gran tamaño y buen aspecto. Como resultado, muchos de estos programas han obtenido cultivares de excelentes características agronómicas. No obstante, el mejoramiento selectivo hacia caracteres agronómicos puede ir en detrimento de la calidad organoléptica del fruto como fue demostrado en el caso de fresa y tomate donde algunos aromas se perdieron en el proceso de mejora (Klee and Giovannoni, 2011; Olbricht et al., 2008). En melocotón, la disminución de la calidad del fruto ha sido percibida por los consumidores y además es la mayor causa de insatisfacción de los mismos (Bruhn et al., 1991). Un probable consecuencia de esto puede ser el bajo consumo de melocotón en comparación con otras frutas como el plátano y la manzana (Crisosto, 2006). Estudios pioneros han establecido que el aroma es uno de los atributos principales por los cuales los consumidores juzgan la calidad del melocotón (Bruhn, 1995). El aroma está definido íntegramente por los compuestos volátiles orgánicos (VOCs) los cuales también contribuyen al sabor del fruto en combinación con azucares y ácidos orgánicos. Los volátiles del melocotón han sido estudiados con anterioridad, describiéndose un poco más de 100 compuestos incluyendo: lactonas, esteres, terpenos, aldehídos, ácidos carboxílicos y alcoholes entre otros [(Aubert and Milhet, 2007) y referencias incluidas]. La identificación de regiones génicas y genes candidatos para el control de los aromas del fruto resulta un punto fundamental para su posterior implementación en programas de mejora con el fin de obtener melocotones de mayor calidad. En este sentido nos propusimos la identificación de QTLs (del inglés ``Quantitative trait loci'') y genes candidatos involucrados en la producción de los compuestos volátiles del melocotón. El desarrollo reciente de un conjunto técnicas analíticas de mayor potencia permitió el advenimiento de una nueva plataforma tecnológica, la metabolómica, que contempla el análisis global de los metabolitos de un organismo permitiendo abordar la evaluación de calidad de una forma más exhaustiva. Dentro de ellas, la tecnología HS-SPME-GC-MS (del inglés ``Head Space-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectroscopy'') es actualmente el método de elección para el análisis de volátiles debido a su alta sensibilidad, reproducibilidad y robustez (Tikunov et al., 2005). Además el análisis en conjunto de los datos derivados de la metabolómica con otras tecnologías de alto rendimiento para el análisis de expresión de genes, como lo son los microarrays, ha permitido el descubrimiento de genes implicados la producción de diversos metabolitos en Arabidopsis y tomate (Mounet et al., 2009; Saito and Matsuda, 2010; Carrera et al. 2012). En una primera instancia nos propusimos el desarrollo de una plataforma de alto rendimiento basada en HS-SPME-GC-MS para la identificación y cuantificación de compuestos volátiles en fruto de melocotón. Se ensayarán diferentes protocolos para la extracción de los compuestos volátiles con el fin de identificar el más adecuado (es decir el más sensible manteniendo la reproducibilidad y con una robustez satisfactoria). Una vez desarrollado un protocolo adecuado se analizará en paralelo la evolución de los compuestos volátiles y la expresión de genes mediante microarrays durante la maduración de diferentes genotipos de melocotón con el objetivo de identificar patrones comunes de co-regulación entre metabolitos y genes durante el desarrollo del fruto. Por último, se propuso la identificación de regiones génicas implicadas en la producción de volátiles mediante análisis de QTLs.