Relación entre la síntesis de giberelinas y la activación de la división celular en el ovario de la flor del mandarino 'Clemenules' durante la fase de cuajado

Abstract

[ES] La partenocarpia se produce cuando un ovario se desarrolla sin la fecundación de sus óvulos y, por tanto, sin sus semillas. Este fenómeno es común en muchas especies y variedades de cítricos. En las variedades sin semillas la transición de flor a fruto en desarrollo depende de la capacidad partenocárpica, y ésta, a su vez, de la síntesis de giberelinas (GAs) en la pared del ovario. En variedades con baja capacidad partenocarpica, como la variedad ‘Clemenules’, la concentración de GAs en el ovario y su tasa de crecimiento, determinada por la división celular en los tejidos del pericarpo, es muy reducida durante la antesis floral y hasta la caída de pétalos. Por ello, la transición de flor a fruto en desarrollo es deficiente. La aplicación exógena de ácido giberélico (GA3) en ese momento estimula el desarrollo inicial del ovario, aumentando el porcentaje de frutos cuajados, y, por tanto, mejorando la cosecha final. Se desconoce si el cuajado deficiente se debe a una incapacidad para activar la división celular y con ello la síntesis endógena de giberelinas que mantendría la tasa mitótica necesaria para el cuajado o si, por el contrario, el bloqueo de la síntesis endógena de giberelinas impide la reactivación de la división celular. Por ello, el objetivo de este TFM es determinar la relación causa-efecto entre síntesis endógena de GAs y división celular en la variedad ‘Clemenules’. Se estudió el efecto de la aplicación de GA3, PBZ y GA3+PBZ sobre el desarrollo del ovario, el cuajado, la división celular y el metabolismo de las GAs. Para cuantificar la división celular se estudió la expresión de los genes que intervienen en el ciclo celular y su relación con la tasa de división celular en el pericarpo, determinada mediante histología. Por su parte, la síntesis de GAs se determinó mediante el estudio de expresión génica de las enzimas GA20ox, GA3ox y GA2ox relacionadas con la síntesis y catabolismo de las GAs. Los resultados indican que la aplicación exógena de GA3 presenta efecto sobre la división celular independientemente de la síntesis endógena de GAs. Sin embargo, ese efecto se pospone varias semanas debido, probablemente, a la incapacidad del ovario para activar el ciclo celular hasta que no alcanza un estado fenológico determinado.

[EN] Parthenocarpy occurs when an ovary develops without fertilization of their ovules and therefore without seeds. This phenomenon is common in many citrus species and varieties. In seedless varieties, the transition from flower to fruit in development depends on the parthenocarpic ability, and this, in turn of the synthesis of gibberellins (GAs) in the ovary walls. In low-parthenocarpic ability varieties, such as the Clementine mandarin 'Clemenules', the GA concentration in the ovary and their growth rate, its determined by cell division in the pericarp tissues and it is reduced during anthesis and until the fall of petals. Therefore, the transition of flower to developing fruit is deficient. The exogenous application of GA3 at that time, stimulate the onset development of ovary, increasing the percentage fruits set and, thus, improving the final harvest. It is unknown whether the poor fruit set is due to an inability to activate cell division and thus, the endogenous synthesis of gibberellins would maintain the mitotic rate necessary for fruit set or, on the contrary, the blocking of endogenous synthesis gibberellins prevent the reactivation of ovary cell division. Therefore, the objective of this TFM is to determine the cause-effect between relationship of endogenous synthesis of GAs and ovary cell division in the 'Clemenules' variety. In this work was studied the effect of the application of GA3, PBZ and GA3 + PBZ on the development of ovary, fruit set, cell division and metabolism of GAs. Cell division will be quantified by studying the genetic expression of genes involved in the cell cycle and their relationship with rate of cell division in pericarp determined by histology. On the other hand, the synthesis of GAs was determined through the study of gene expression of GA20ox, GA3ox y GA2ox enzymes, which are related to the synthesis and catabolism of GAs. . Results indicate that exogenous application of GA3 affects cell division independently of the endogenous synthesis of GAs. However, this effect is observed after several weeks, probably due to the inability of ovary to activate the cell cycle until it reaches a certain phenological stage.