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Un gen recién descubierto podría ayudar a mejorar el sabor y la vida útil del tomate comercial

Un equipo de científicos dirigidos por el investigador del Instituto Boyce Thompson (BTI), Jim Giovannoni, han descubierto un gen que podría ayudar a que los tomates se mantengan firmes mientras tienen la combinación correcta de sabor y suavidad cuando se comen.

Boyce Thompson Institute / 11 de octubre, 2021.-  Comprar tomates y otras frutas en el supermercado siempre es una apuesta porque, por muy bien que se vean, a menudo son firmes pero carecen de sabor. Un grupo de científicos de plantas ha descubierto un gen que podría aumentar las probabilidades de que los futuros tomates comprados en la tienda se mantengan firmes hasta que el consumidor los lleve a casa y tengan la combinación correcta de sabor y suavidad al comerlos.

Dirigido por Jim Giovannoni, miembro de la facultad del Instituto Boyce Thompson (BTI), en EE.UU., el descubrimiento también podría ser de gran ayuda para los productores comerciales de frutas, que siempre buscan formas de extender la vida útil de sus cultivos sin sacrificar el sabor.

La investigación se describe en un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, con autores de BTI, Universidad de Cornell, el Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA) y la Universidad de Zhejiang.

Las frutas se vuelven más blandas a medida que maduran, lo que las hace susceptibles a dañarse o pudrirse en el transporte desde el campo hasta la tienda de comestibles. Actualmente, los agricultores prolongan la vida útil cosechando las frutas antes de que estén maduras y controlando la temperatura y otros factores ambientales durante el transporte. Pero estos métodos retrasan todo el proceso de maduración, lo que da como resultado tomates y otras frutas que son firmes pero sin sabor.

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El estudio profundizó en el genoma del tomate (Solanum lycopersicum) para buscar genes involucrados en el ablandamiento de la fruta pero no en la maduración de la fruta. El equipo identificó un factor de transcripción, para «límites de órganos laterales de S. lycopersicum» (SlLOB1), que regulaba una amplia gama de genes relacionados con la pared celular y procesos de ablandamiento de la fruta.

«Hasta ahora, casi todos los factores de transcripción que mi laboratorio ha identificado en el tomate están involucrados en el control global de la maduración», dijo Giovannoni, quien también es biólogo molecular de plantas en el Centro Robert W. Holley del USDA-ARS y profesor adjunto en Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de Cornell. «SlLOB1 es interesante porque regula principalmente los genes involucrados en el ablandamiento de la pared celular y otros cambios de textura de la fruta».

Modular SlLOB1 podría producir tomates maduros, y por lo tanto sabrosos, que no han comenzado a ablandarse, aumentando su vida útil.

Cuando una idea gelatiniza

El trabajo anterior del grupo de Giovannoni descubrió que muchos factores de transcripción relacionados con la maduración del tomate se expresaban inicialmente en el lóculo de la fruta, el tejido gelatinoso que rodea las semillas.

«La mayoría de los biólogos de frutas descartan el gel locular porque contiene las semillas, que son ‘plantas embrionarias’ distintas de la fruta en sí», afirmó. “Pero los primeros indicios de maduración ocurren en el lóculo, incluso antes de que la fruta comience a cambiar de color o produzca etileno que la ayude a madurar. Mi grupo ha estado observando más de cerca el lóculo durante los últimos años «.

Por esta razón, el equipo buscó en una base de datos de expresión génica del tomate factores de transcripción altamente expresados ​​en el lóculo. También buscaron genes con expresión elevada en el pericarpio, la pared exterior de la fruta, con la premisa de que era probable que expresara factores de transcripción específicos del ablandamiento. En ambos tejidos, altos niveles de SlLOB1 coincidieron con la maduración.

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En las plantas de tomate vivas, el equipo descubrió que la inhibición de la expresión de SlLOB1 provocaba un ablandamiento retardado y una fruta más firme, mientras que la sobreexpresión del gen aceleraba el proceso de ablandamiento.

Es importante destacar que el equipo demostró que la inhibición de la expresión de SlLOB1 no tuvo ningún efecto en el proceso de maduración: los tomates maduraron en sus plazos normales. Los niveles de azúcares y ácidos de la fruta no se alteraron, lo que sugiere que «desde la perspectiva del sabor, las frutas probablemente no cambiaron», dijo Giovannoni, aunque reconoció que el estudio no incluyó pruebas de sabor. “Lo que sí cambió es la textura de las frutas; permanecieron más firmes por más tiempo y se suavizaron más tarde «.

Añadió: «Si podemos encontrar variantes del gen SlLOB1 que retrasen el ablandamiento, los mejoradores podrían introducirlas en variedades comerciales para producir tomates de alta calidad y buen sabor que no se vuelvan demasiado blandos antes de que el consumidor los lleve a casa».

El ablandamiento retardado inducido por la inhibición de la expresión de SlLOB1 se asoció con otro cambio: los frutos eran de color rojo más oscuro, debido a niveles más altos de los pigmentos betacaroteno y licopeno en el lóculo y licopeno en el pericarpio.

“Estos tomates también tienen una mayor calidad nutricional porque estos pigmentos son antioxidantes y su cuerpo convierte el betacaroteno en vitamina A”, dijo Giovannoni.

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Además de estudiar la diversidad genética de SlLOB1 en las variedades de tomate, el grupo de Giovannoni está trabajando para introducir SlLOB1 y otros genes en las variedades de tomate tradicionales, que son apreciadas por su calidad y sabor, pero no aptas para la producción comercial debido a su baja vida útil.

En términos más generales, el grupo de Giovannoni continúa investigando cómo todos los componentes genéticos que regulan la maduración del tomate trabajan juntos, incluso si las semillas mismas están involucradas en el proceso de maduración.

El trabajo de investigación fue apoyado por subvenciones del Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China (2016YFD0400100), Proyecto 111 B17039, el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (IOS-1339287 e IOS-923312) y el Consejo de Becas de China.

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