Revista de Investigación y Desarrollo
Acceso abierto
ISSN: 2311-3278
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Cedillo Jiménez
El análisis de frutas proporciona información sobre el potencial de las estrategias de mejora de cultivos y, en consecuencia, se han publicado revisiones de diferentes perspectivas. Algunos trabajos se han centrado en las interacciones moleculares globales como una descripción general del fenómeno del desarrollo y la maduración de la fruta. Por otro lado, se han revisado características o procesos particulares durante el desarrollo de la fruta, incluido el metabolismo primario y secundario, la biosíntesis de pigmentos, el proceso de ablandamiento, la regulación de tamaño y forma. En su conjunto, el desarrollo del fruto se encuentra bajo regulación a nivel fisiológico, bioquímico y molecular y explica la dinámica que altera el color, la firmeza, el gusto y el sabor, características íntimamente relacionadas con la calidad del fruto.
Hace unos años, los RNAs no codificantes (ncRNAs) han ganado peso como reguladores del desarrollo en las plantas. Además, los microRNAs (miRNAs) son la clase de ncRNA más estudiada y son pequeñas moléculas de 21-24 nucleótidos que regulan la expresión génica a nivel postranscripcional a través de la interacción de miRNA y su mRNA diana. Además, se ha demostrado que los miRNAs tienen un papel importante durante el desarrollo del fruto en Solanum lycopersicum, apoyando la idea de que su regulación es esencial para una mejor comprensión de la biología vegetal y dicho conocimiento y tecnología posterior es importante incluso para las características económicas
Debido al rápido aumento en la tasa de descubrimiento de miARN, el desarrollo de bases de datos es un tema crítico y miRBase es la base de datos más grande. Sin embargo, estuvo fuera de mantenimiento durante cuatro años, pero recientemente se actualizó y podría generar nuevas tendencias para la investigación de miARN. El objetivo de este trabajo fue actualizar el papel de los miRNAs en frutos de tomate respecto a su desarrollo y maduración y resaltar el potencial MTI que algunos investigadores han señalado para potenciar cultivos climatéricos. Los informes funcionales han demostrado que la mala regulación de MTI da como resultado una alteración del desarrollo de la fruta.
Cambios bioquímicos y moleculares durante la maduración del fruto de tomate A: peso fresco, contenido de azúcar (almidón y acumulación de azúcar, datos tomados de Tricon y Ge, 2009) y color, unidades arbitrarias. B: genes de biosíntesis de ET ACO1,3; ACS2,4; MADSRIN, SPL-CNR. La expresión génica se tomó de TomExpress para los frutos de Alisa Craig y los datos se ordenaron evitando áreas superpuestas. C: Representación del desarrollo y maduración del fruto del tomate a los 17 días postanthesis (dpa), 20 dpa, maduro verde (MG), quebrado (BR), rojo maduro (RR).
Tomate: el fruto climatérico y carnoso - El tomate es el sistema modelo para frutos carnosos y climatéricos por lo que se dispone de fuentes de información así como de colecta de germoplasma. Además, se ha secuenciado su genoma y se ha caracterizado el desarrollo del fruto en cuanto a su valor nutricional y expresión molecular. Además, los investigadores han desarrollado herramientas bioinformáticas y bases de datos ómicas, incluso para el análisis de miARN.
Los miARN regulan genes clave para el desarrollo y la maduración de la fruta: aunque los ncARN han pasado de ser "basura" a moléculas funcionales que tienen un papel en el silenciamiento de genes, la cromatinaalteración de la estructura (Wang et al., 2018a) y metilación del ADN. Son reguladores clave en los programas de desarrollo en animales y también en plantas. MiRNA es la clase más estudiada de ncRNA. Los genes MIR se transcriben para producir un transcrito primario que se pliega en una estructura de bucle escalonado, que se procesa y da como resultado una molécula dúplex que contiene dos secuencias de miARN maduros: el miARN-3p y -5p, correspondientes a la ubicación de su brazo en el transcripción primaria. Cualquiera de las secuencias maduras de miARN podría cargarse en la proteína Argonaute (AGO) para formar el complejo de silenciamiento génico inducido por ARN, que regula la expresión génica mediante un apareamiento de bases casi perfecto. Finalmente, la expresión de miRNAs es un mecanismo complejo que depende de señales internas y externas de la planta, incluyendo el estado fenológico y factores ambientales.
Biología funcional de la fruta de los miRNA: comprensión del fenotipo La anotación de ncRNA ha aumentado drásticamente, sin embargo, Hüttenhofer et al. han criticado los informes por su papel putativo basado, quizás, en la especulación pero no en la evidencia de su actividad funcional. De esta manera, aquí se presentan los últimos avances en la validación de miARN y el análisis funcional como fuerte evidencia del rol regulador durante el desarrollo y maduración del fruto en tomate. La familia miR156tiene cinco miembros y está altamente conservado en las plantas, sin embargo, tres genes se conocían anteriormente como miR157. En sly-MIR156a-c se ha detectado únicamente el producto arm, mientras que en sly-MIR156d/e se han encontrado ambos productos y se expresan bajo estrés biótico y abiótico. Silva et al. detectó la expresión de sly-miR156a-c en placenta y óvulos en flores de tomate antes y después de la antesis . Descubrieron que la expresión de los promotores de SQUAMOSA similares a proteínas de unión tiene una correlación negativa con miR156 en el mismo tejido. Además, el tomatelas plantas que sobreexpresaban miR156a-c (OE-156) dieron como resultado una mejora del desarrollo vegetativo, un retraso en el tiempo de floración y una menor cantidad de frutos que presentaban estructuras similares a hojas ectópicas. Además, OE-156 alteró la expresión de miR164:GOB, genes relacionados con la identidad de órganos (LeT6/TKn2), así como la biosíntesis de carotenoides. Se ha informado que la regulación de los genes miR156-SBPs y SBP-LIKE (SPL) es importante para el desarrollo de plantas en A. thaliana, embriogénesis somáticao El callo de los cítricos in vitro y su alteración podrían conducir a cambios morfológicos que incluyen la identidad del meristemo, la división celular, la abscisión de órganos y la polaridad. En otro estudio, Qin et al. realizó VIGS para entregar premiR156a-c y sus secuencias maduras (V156a). Descubrieron que la maduración de la fruta y el LeSPL-CNR disminuyeron hasta un 50 % en la zona afectada por VIGS, lo que es consistente con el comportamiento climatérico de la fruta. Además, V156a aceleró el ablandamiento de la fruta solo después de la etapa BR, lo que sugiere una regulación entre el desarrollo de la fruta, pero podría no detectarse en el tiempo de maduración general, lo que es consistente con informes anteriores sobre el tomate. Estos datos sugieren que miR156 regula genes relacionados con la fase de transición durante el desarrollo del fruto.
Nota: Este trabajo se presentó parcialmente en el 21.er Congreso Europeo de Biotecnología los días 11 y 12 de octubre de 2018 en Moscú, Rusia.
Fecha de publicación: 2020-02-01;