La falta de semillas en las uvas de mesa es un objetivo clave del mejoramiento, principalmente como resultado de la estenospermocarpia, vinculada a la variedad de uva Thompson Seedless.
por Fenómica vegetal
Los avances en la investigación genética han identificado el gen VviAGL11, uno de la familia de factores de transcripción MADS-box, como crucial en este proceso.
Este gen, relacionado con el desarrollo de las semillas, tiene una mutación específica (Arg197Leu) fuertemente asociada con la falta de semillas. A pesar de los importantes avances en la comprensión de los aspectos genéticos de la estenospermocarpia, los mecanismos funcionales de VviAGL11 para inducir la falta de semillas en las uvas siguen sin estar claros, lo que presenta un foco principal para la investigación en curso.
En junio de 2022, Horticulture Research publicó un artículo de investigación titulado » VviAGL11 se autorregula y se dirige a genes relacionados con las hormonas y el metabolismo secundario durante el desarrollo de las semillas «.
En este estudio, primero se aisló y secuenció la secuencia genética completa de VviAGL11 a partir de nueve variedades de vid. Los investigadores identificaron tres CDS principales: sembrados (tipo salvaje, WT), sin semillas (mutados, MUT) e híbridos (HYB) y dos tipos principales de promotores (i) sembrados (promotor de tipo salvaje, WTpro) y sin semillas (promotor mutado, MUTpro ).
En particular, se encontró una asociación completa entre el promotor WT y WT CDS, y el promotor MUT con MUT o HYB CDS. Las evaluaciones del nivel de expresión revelaron la expresión total más alta de VviAGL11 en Pizzutello Bianco, una variedad con el alelo HYB. En contraste, Thompson Seedless mostró la expresión total más baja.
Se demostró que VviAGL11 regula su propia transcripción de una manera CDS-promotor específica. Los ensayos fluorimétricos de GUS demostraron que tanto los CDS WT como los MUT podían activar el promotor WT, mientras que todos los CDS activaban el promotor MUT, y el CDS HYB mostraba la inducción más fuerte.
Los ensayos transcriptómicos en óvulos y semillas identificaron genes expresados diferencialmente (DEG) entre variedades con semillas (SD) y sin semillas (SL) en diversas etapas de desarrollo, identificando 2.490 genes regulados positivamente y 851 regulados negativamente en la etapa de desarrollo de semillas S3.
Se ha demostrado que los genes regulados positivamente participan principalmente en el metabolismo y la modificación de las proteínas, el metabolismo y el transporte de los ácidos nucleicos. Por el contrario, los genes regulados negativamente no representan específicamente ninguna categoría funcional y participan principalmente en «vías de señalización» y «respuestas al estrés».
Finalmente, para identificar los genes diana de VviAGL11, se realizó un análisis de coexpresión de múltiples VviAGL11, que condujo a la identificación de una metil jasmonato esterasa, una indol-3-acetato beta-glucosiltransferasa y una isoflavona reductasa como principales objetivos candidatos. Los experimentos in vivo confirmaron aún más el papel de VviAGL11 en la regulación de estos genes, demostrando su influencia significativa en el desarrollo de las semillas y el rasgo de falta de semillas en las vides.
En conclusión, este estudio sobre VviAGL11 en vides reveló tres combinaciones distintas de promotor-CDS que influyen en la expresión genética y la falta de semillas. Al examinar los alelos de VviAGL11, los investigadores demostraron que VviAGL11 se autoactiva en combinaciones específicas e identificaron genes diana clave implicados en la señalización hormonal y el metabolismo secundario.
Estos hallazgos indican que el CDS VviAGL11 de tipo salvaje activa genes cruciales en el desarrollo de semillas . El estudio destaca un nuevo mecanismo regulador que vincula los haplotipos VviAGL11 con la falta de semillas, lo que sugiere aplicaciones potenciales en el mejoramiento de la vid para la optimización del tamaño de los frutos y las semillas.
Más información: Alessandra Amato et al, VviAGL11 se autorregula y se dirige a genes relacionados con las hormonas y el metabolismo secundario durante el desarrollo de las semillas, Horticulture Research (2022). DOI: 10.1093/hora/uhac133
