Análisis de la región etiquetada en el mutante insercional Sed2702

Abstract

[ES] El tomate (Solanum lycopersicum L.) es una de las especies hortícolas de mayor relevancia económica y, además, se ha convertido en la especie modelo para el estudio de la genética del desarrollo de frutos de tipo carnoso. Por estas razones, el descubrimiento de nuevos genes implicados en diferentes procesos suscita un enorme interés, tanto desde un punto de vista científico como aplicado, ya que permite establecer las bases para la mejora específica de caracteres de relevancia comercial en esta especie. El análisis genético de mutantes constituye una de las estrategias más exitosas tanto para la identificación como para el análisis de la función de nuevos genes. En efecto, la caracterización de un mutante aporta una información valiosa sobre la función del gen mutado y puede ser el paso previo a la clonación y análisis funcional de dicho gen. La ventaja de este tipo de aproximaciones estriba en que permite identificar los genes clave que intervienen en un proceso complejo, ya que la identificación de estos depende del efecto fenotípico que produce su alteración. Además, la caracterización de un mutante de T-DNA aporta una ventaja adicional ya que, si el gen queda etiquetado por un inserto, su clonaje es más elemental y se logra en un periodo relativamente breve. Nuestro grupo está empleando la mutagénesis insercional en tomate para la identificación de genes que controlan caracteres del desarrollo, así como los responsables de la tolerancia a estrés abiótico. El objetivo central que persigue este Trabajo Final de Máster, enmarcado en el contexto del programa de mutagénesis insercional del grupo y continuación del Trabajo Fin de Grado titulado Caracterización Genética y Fenotípica del Mutante de T-DNA de Tomate ‘2702-MM’, es concluir la caracterización del mutante ‘2702- MM’, renombrado a posteriori como Sed2702. La caracterización in vivo de este mutante reveló que el patrón del desarrollo vegetativo de las plantas heterocigóticas para la mutación es idéntico al del WT, y que no hay diferencias significativas en caracteres relacionados con la producción, pero sus frutos son de morfología diferente, con una maduración que no es uniforme y con un número significativamente menor de semillas. El análisis de co-segregación entre el inserto y la mutación, y la caracterización fenotípica de la progenie, permitieron determinar que el mutante Sed2702 está ocasionado por la inserción de un T-DNA que promueve efectos de tipo aditivo, toda vez que las plantas heterocigóticas para la mutación exhiben un fenotipo menos severo que las homocigóticas. Además, los fenotipos de menor senescencia de las plantas heterocigóticas y de exceso de brotación axilar de las homocigóticas parecían sugerir que la mutación promueve un incremento de expresión de un gen de tomate implicado en la síntesis de citoquininas. En el contexto de este Trabajo Final de Máster se ha determinado el nivel endógeno de citoquinina de las plantas heterocigóticas para la mutación, se ha analizado la región etiquetada por el T-DNA y se ha realizado un estudio de las funciones génicas delecionadas como consecuencia de la inserción del T-DNA.

[EN] Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most economically important horticultural species and, In addition, it has become the model species for the study of the genetics of the development of fruits of type fleshy. For these reasons, the discovery of new genes involved in different processes raises a enormous interest, both from a scientific and applied point of view, since it allows to establish the foundations for the specific improvement of traits of commercial relevance in this species. Genetic analysis of mutants is one of the most successful strategies for both identification and analysis of the function of new genes. Indeed, the characterization of a mutant provides valuable information about the function of the mutated gene and can be the previous step to the cloning and functional analysis of said gene. The The advantage of this type of approach is that it enables the key genes involved in a complex process, since the identification of these depends on the phenotypic effect produced by their disturbance. Furthermore, the characterization of a T-DNA mutant provides an additional advantage since, if the gene it is tagged by an insert, its cloning is more elementary and is achieved in a relatively short period of time. Our group is using insertional mutagenesis in tomato to identify genes that they control developmental characters, as well as those responsible for tolerance to abiotic stress. The central objective pursued by this Final Master's Thesis, framed in the context of the Insertional mutagenesis of the group and continuation of the Final Degree Project entitled Genetic Characterization and Phenotypic of the Tomato T-DNA Mutant '2702-MM', is to conclude the characterization of the mutant '2702- MM ', later renamed Sed2702. In vivo characterization of this mutant revealed that the pattern The vegetative development of plants heterozygous for the mutation is identical to that of WT, and that there is no significant differences in characters related to production, but their fruits are of morphology different, with a maturation that is not uniform and with a significantly lower number of seeds. The analysis of co-segregation between the insert and the mutation, and the phenotypic characterization of the progeny, allowed to determine that the Sed2702 mutant is caused by the insertion of a T-DNA that promotes Additive-type effects, since plants heterozygous for the mutation exhibit a phenotype less severe than homozygous. In addition, the less senescent phenotypes of heterozygous plants and of excess axillary sprouting of the homozygous ones seemed to suggest that the mutation promotes a increased expression of a tomato gene involved in the synthesis of cytokinins. In the context of this Final Master's Thesis has determined the endogenous level of cytokinin of heterozygous plants for the mutation, the region labeled by the T-DNA has been analyzed and a study of the gene functions deleted as a consequence of T-DNA insertion.