Identificación de genes de tomate (Solanum lycopersicum L.) relacionados con la coloración de las hojas

Abstract

[ES] Además de por su valor ornamental, el color de las hojas es importante por la influencia que puede tener en la eficacia fotosintética de las plantas. La deteccción de mutantes afectados en el color de las hojas es la mejor estrategia para identificar los genes que controla este carácter. Para lograr esto, la mutagénesis insercional es una de las herramientasla más adecuada entre todas las alternativas metodológicas disponibles. Con esta estrategia, tras la obtención de un gran número de plantas transgénicas, se evalúa su fenotipo para poder detectar alteraciones causadas por la integración del T-DNA. Si se produce la disrupción de un gen endógeno se suele obtener un mutante de anulación de función, mientras que la inserción del T-DNA en una región de control o en la vecindad del mismo puede provocar una alteración de su nivel de expresión. En cualquier caso, como el gen endógeno queda etiquetado por el T-DNA, se puede llegar a la clonación del gen mediante métodos poco exigentes en tiempo y recursos. El desarrollo de un protocolo eficaz de transformación genética en tomate y especies silvestres relacionadas (Solanum pimpinellifolium, S. pennellii, S. galapagense) ha permitido la obtención de más de siete mil líneas T-DNA en el contexto de varios proyectos. Se ha realizado el escrutinio de estas colecciones de líneas T-DNA para identificar mutantes alterados en caracteres del desarrollo vegetativo y reproductivo, así como en el nivel de tolerancia a estreses abióticos, principalmente salinidad y sequía. La frecuencia de mutantes (dominantes o recesivos) para los caracteres evaluados está en torno al 10% y los análisis Southern revelan que el número medio de insertos por línea es moderado (1.7), lo que facilita la identificación del inserto de T-DNA que genera el fenotipo mutante. En el marco de estos proyectos, se ha conseguido la identificación de varios genes a partir de mutantes seleccionados para diversos caracteres. En el presente TFM lo que planteamos es la identificación de los genes responsables de las alteraciones presentes en varios mutantes con diferencias en el color de las hojas previamente identificados en nuestro grupo. Además, se pretende llevar a cabo el análisis funcional de alguno de esos genes identificados mediante el empleo de herramientas de edición génica que anulen la expresión del gen candidato.

[EN] In addition to its ornamental value, the color of the leaves is important due to the influence it can have on the photosynthetic efficiency of plants. The detection of mutants affected in the color of the leaves is the best strategy to identify the genes that control this trait. To achieve this, insertional mutagenesis is one of the most suitable tools among all the methodological alternatives available. With this strategy, after obtaining a large number of transgenic plants, their phenotype is evaluated in order to detect alterations caused by the integration of T-DNA. If an endogenous gene is disrupted, a knock-out mutant is usually obtained, while the insertion of T-DNA in a control region or in the vicinity of it can cause an alteration in its expression level. In any case, as the endogenous gene is tagged by the T-DNA, the cloning of the gene can be achieved by methods that are not very demanding in time and resources. The development of an efficient protocol for genetic transformation in tomato and related wild species (Solanum pimpinellifolium, S. pennellii, S. galapagense) has allowed the obtaining of more than seven thousand T-DNA lines in the context of various projects. These collections of T-DNA lines have been screened to identify mutants altered in characters of vegetative and reproductive development, as well as in the level of tolerance to abiotic stresses, mainly salinity and drought. The frequency of mutants (dominant or recessive) for the evaluated characters is around 10% and Southern analyzes reveal that the average number of inserts per line is moderate (1.7), which facilitates the identification of the T-DNA insert that generates the mutant phenotype. In the framework of these projects, the identification of several genes from mutants selected for various characters has been achieved. In the present TFM what we propose is the identification of the genes responsible for the alterations present in several mutants with differences in the color of the leaves previously identified in our group. In addition, it is intended to carry out the functional analysis of some of those genes identified through the use of gene editing tools that cancel the expression of the candidate gene.