Diseño experimental para el estudio de la posible función de la citrato sintasa mitocondrial de Annona cherimola (Ac-mCS) en la maduración de frutos

Abstract

Durante la maduración de los frutos, existen cambios a nivel fisiológico y bioquímico, como son: variaciones en la respiración, textura, color y acidez; como consecuencia de la remodelación de la pared celular, síntesis y degradación de pigmentos y variaciones en la acumulación de azúcares y ácidos orgánicos. Los dos últimos, son utilizados por las células vegetales como sustratos respiratorios, y particularmente los ácidos orgánicos como el ácido cítrico y málico tienden a ser degradados a lo largo de la maduración. En contraposición a lo anterior, estudios previos realizados en nuestro laboratorio en frutos de Annona cherimola var. Concha Lisa, se encontró mayores niveles de ácido cítrico, mayor actividad citrato sintasa y una mayor acumulación de transcrito codificante para la enzima citrato sintasa (CS) en el estado de madurez de consumo en comparación con el estado analizado en cosecha. Considerando lo anterior, la enzima CS parece tener un rol importante en la acumulación de citrato en frutos de chirimoya. Como una primera aproximación al estudio de su posible función, este seminario de título tiene por objetivo general caracterizar Ac-mCS mediante su localización subcelular en N. tabacum y la transformación estable de S. lycopersicum, a través de dos estrategias enfocadas en la expresión heteróloga de la enzima mCS de A. cherimola var. Concha lisa. Se observó mediante microscopía confocal, que la enzima Ac-mCS posee localización mitocrondial en hojas de Nicotiana tabacum. Por otro lado, para la transformación de tomate se construyeron y utilizaron dos vectores para la expresión heterologa de Ac-mCS bajo el control del promotor CaMV 35S y de un fragmento del promotor de poligalacturonasa de tomate (PG), sometiéndose los explantes de tomate a la transformación y organogénesis somática, pero sin lograr obtener plantas transgénicas adultas.

During fruit ripening, biochemichal and phisiological changes occur, such as variations in respitarory rate, texture, colour, and acidity; as a consequence of the cell wall remodelation, pigments synthesis and degradation, and variations in the accumulation of sugar and organic acids. The latter ones, are vegetable cell metabolic substrates, and particularly organic acids such as citric and malic acid, tend to be degraded during ripening. However, previous studies held in our laboratory in Annona cheriloma cv Concha Lisa fruits, showed increased levels in citric acid, increased citrate synthase activity and large mitochondrial citrate synthase (Ac-mCS) transcript accumulation at consumption maturity compared to the analyses performed at harverst. Considering all these points, citrate synthase seems to account for an important role in the citrate accumulation in cherimola fruit. As a first approach to the potential function of this enzyme, the main objective of this work was to characterize Ac-mCS by subcellular localization in N. tabacum, and stable transformation of S. lycopersicum, using two strategies, both of them focused in the mCS enzyme heterologue expression from A. cherimola cv. Concha lisa. Confocal microscopy in Nicotiana tabacum leaves revealed that the Ac-mCS enzyme has a mitochondrial localization. On the other hand, two expression vectors were built and used to express Ac-mCS under the transcriptional control of the CaMV 35S promoter or the tomato polygalacturonase promoter fragment (PG).Tomato explants were, subjected to the transformation process, and somatic organogenesys, but no adult transgenic plants were obtained.