Estudio de los genes asociados a la maduración climatérica del melón mediante el mapeo fino del locus de carácter cuantitativo MAK.10-1

Abstract

The melon (Cucumis melo L.) is a widely cultivated species globally, with significant economic importance thanks to the diversity of shapes, flavours and colours its different varieties. These characteristics not only give it great commercial value, but also position it as a crop of interest for both agricultural and scientific purposes. An essential process in the development of any fruit is ripening, which makes it possible to generate and disperse seeds to perpetuate the genetics of the species. In melon there are two types of ripening, the climacteric and non-climacteric; the climacteric one is characterised by the production of an ethylene peak and an increase in cellular respiration, while the non-climacteric lacks these characteristics. This contrast makes the melon a promising organism to study the fruit ripening process. With the objective of studying the genes responsible for the melon fruit ripening, in this project a fine mapping of the quantitative trait locus (QTL) MAK.10-1 has been carried out. Through an F2 derived from an introgression line (IL) MAKR40 obtained through the enhancement of the 'Ginsen makuwa' (Makuwa) and 'Védrantais' (Ved) varieties, we will seek to delimit the region of the genome involved in the delay in ripening. To develop the fine mapping near 5000 individuals from the F2 population were germinated and genotyped, obtaining 48 F2 recombinant individuals in the QTL region by using flanking markers. The recombinant individuals were imported into the greenhouse for the fruit development and were phenotyped for ripening-related characters. The analysis of the recombinants allowed to delimit the QTL region to 150 kb, where 20 genes are found. Some of these have been studied in greater depth, and several potential candidates involved in the regulation of climacteric ripening of melon are suggested. This project provides a basis for future research on the climacteric ripening of melo and the genetic harvest, with potential applications in the agronomic sector.

El meló (Cucumis melo L.) és una espècie àmpliament cultivada a nivell global, amb una significativa importància econòmica gràcies a la diversitat de formes, aromes i colors que presenten les seves diferents varietats. Aquestes característiques no sols li atorguen un gran valor comercial, sinó que també la posicionen com un cultiu d'interès tant per a l'àmbit agrícola com a científic. Un procés essencial en el desenvolupament de qualsevol fruit és la maduració, la qual permet generar i dispersar les llavors per a perpetuar la genètica de l'espècie. En el meló existeixen dos tipus de maduració, la climatèrica i no climatèrica; la climatèrica es caracteritza per produir un pic de l'hormona d'etilè i augmentar la respiració cel·lular, mentre que la no climatèrica manca d'aquestes característiques. Aquest contrast fa del meló un organisme prometedor per a estudiar el procés de maduració del fruit. Amb l'objectiu d'estudiar els gens responsables de la maduració del fruit del meló, en aquest projecte s'ha realitzat un mapatge fi del locus de caràcter quantitatiu (QTL) MAK.10-1. A través d'una segona generació filial (F2) derivada d'una línia de introgressió (IL) MAKR40 obtinguda mitjançant l'encreuament de les varietats 'Ginsen makuwa' (Makuwa) i 'Védrantais' (Ved), es va buscar delimitar la regió del genoma implicada en el retard de la maduració. Per al desenvolupament del mapatge fi es van fer germinar i es van genotipar uns 5000 individus de la població F2, obtenint 48 individus F2 recombinants a la regió del QTL mitjançant l'ús de marcadors flanquejants. Els individus recombinants es van emportar a hivernacle per al desenvolupament del fruit i es van fenotipar caràcters relacionats amb la maduració. L'anàlisi dels recombinants va permetre delimitar la regió del QTL a 150 kb, on es troben 20 gens. Alguns d'aquests han estat estudiats en major profunditat, i s'ha arribat a suggerir diversos candidats potencials implicats en la regulació de la maduració climatèrica del meló. Aquest projecte proporciona una base per a la futura recerca de la maduració climatèrica del meló i la seva millora genètica, amb potencials aplicacions en el sector agronòmic.

El melón (Cucumis melo L.) es una especie ampliamente cultivada a nivel global, con una significativa importancia económica gracias a la diversidad de formas, aromas y colores que presentan sus distintas variedades. Estas características no solo le otorgan un gran valor comercial, sino que también la posicionan como un cultivo de interés tanto para el ámbito agrícola como científico. Un proceso esencial en el desarrollo de cualquier fruto es la maduración, la cual permite generar y dispersar las semillas para perpetuar la genética de la especie. En el melón existen dos tipos de maduración, la climatérica y no climatérica; la climatérica se caracteriza por producir un pico de la hormona etileno y aumentar la respiración celular, mientras que la no climatérica carece de dichas características. Este contraste hace del melón un organismo ideal para estudiar el proceso de maduración del fruto. Con el objetivo de identificar los genes responsables de la maduración del fruto del melón, en este proyecto se ha realizado un mapeo fino del locus de carácter cuantitativo (QTL) MAK.10-1. A través de una segunda generación filial (F2) derivada de una línea de introgresión (IL) MAKR40 obtenida mediante el cruce de las variedades 'Ginsen makuwa' (Makuwa) y 'Védrantais' (Ved), se buscó acotar la región del genoma implicada en el retraso de la maduración. Para el desarrollo del mapeo fino se hicieron germinar y se genotiparon unos 5000 individuos de la población F2, obteniendo 48 individuos F2 recombinantes en la región del QTL mediante el uso de marcadores flanqueantes. Los individuos recombinantes se llevaron a invernadero para el desarrollo del fruto y se fenotiparon caracteres relacionados con la maduración. El análisis de los recombinantes permitió acotar la región del QTL a 150 kb, donde se encuentran 20 genes. Algunos de estos han sido estudiados en mayor profundidad, y se ha llegado a sugerir varios candidatos potenciales implicados en la regulación de la maduración climatérica del melón. Este proyecto proporciona una base para la futura investigación de la maduración climatérica del melón y su mejora genética, con potenciales aplicaciones en el sector agronómico.