Análisis de la expresión de genes candidatos para el desarrollo de espinas en Solanum melongena L.

Abstract

[ES] Las espinas son protuberancias en la epidermis de la planta que surgen de la modificación de los tricomas glandulares, siendo una de las características más indeseadas de la berenjena a nivel comercial ya que dificultan la recogida del fruto, el transporte y, por tanto, su comercialización. En trabajos previos, se mapeó el caracter de la espinosidad en una región de 150 kb en el cromosoma 6, donde se identificó una serie de genes candidatos. La meta de este proyecto fue estudiar la expresión de dichos genes con el objetivo de elucidar su papel biológico en el desarrollo de espinas en Solanum melongena L., para así aprovechar esta información para la mejora genética de la especie. Para ello, se emplearon plantas de Solanum melongena L. y Solanum insanum, sin espinas y con espinas respectivamente, cultivadas en invernadero a partir de semillas provenientes del banco de germoplasma del COMAV (Instituto de la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana). Para cada una de las plantas se extrajo la fracción de RNA total y se retrotranscribió a cDNA, a través del cual cuantificó la expresión de cada uno de los genes candidatos mediante RT-qPCRs, haciendo uso del dispositivo LightCycler® 480. La expresión génica fue normalizada el gen de referencia TIP41, para determinar si existía o no sobreexpresión estadísticamente significativa de dos genes candidatos en las plantas con espinas, como fueron ARF18 y GATA11. No se hallaron diferencias significativas de expresión en dichos genes, aunque es recomendable seguir con las pruebas para confirmar categóricamente los resultados obtenidos. Asimismo, se ha estudiado la posibilidad de generar knockouts para analizar su impacto en la presencia de espinas y en ese caso, tratar de conseguir una variante genética mejorada, aunque se dejó para estudios posteriores por la falta de tiempo.

[EN] The spines are protuberances in the epidermis of the plant that arise from the modification of glandular trichomes, being one of the most unwanted characteristics of eggplant on a commercial level since they hinder the collection of the fruit, transport and therefore, its marketing. In previous work, the spiny character was mapped in a 150 kb region on chromosome 6, where several candidate genes were identified. The goal of this project was to study the expression of these genes to elucidate their biological role in the development of spines in Solanum melongena L. to take advantage of this information for the genetic improvement of the species. To do this, plants of Solanum melongena L. and Solanum insanum were used, without prickles and with prickles, respectively, were harvested in a greenhouse from seeds from the COMAV (Instituto de la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana) germplasm bank. For each of the plants, the fraction of total RNA was extracted and retrotranscribed to cDNA, through which the expression of each of the candidate genes was quantified by RT-qPCRs, using a LightCycler® 480 device. Gene expression was standardized by the reference gene TIP41, to determine whether there was statistically significant overexpression of two candidate genes in plants with spines, such as ARF18 and GATA11. No significant differences in expression were found in these genes, although it is advisable to continue with the tests to confirm categorically the obtained results. In addition, the possibility of generating knockouts to analyze their impact on the presence of spines has been studied and if so, to obtain an improved genetic variant, although it was left for later studies due to the lack of time.