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Open Access item Interacción de Giberelinas y Auxinas en la Fructificación del Tomate

Authors:Serrani, Juan-Carlos
Advisor:García-Martínez, José Luis
Fos, Mariano
Keywords:Giberelinas, Auxinas, Fructificación, Tomate, Micro-Tom, Crecimiento partenocárpico
Issue Date:21-Apr-2008
Publisher:CSIC-UPV - Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas Primo Yúfera (IBMCP)
Abstract:El efecto de la aplicación de giberelinas (GAs) y auxinas durante la fructificación y desarrollo del fruto, ha sido investigado en tomate (Solanum lycopersicum L.) cv Micro- Tom. Los resultados indican que constituye un sistema adecuado para el estudio de la regulación hormonal en tomate. Para evitar la competencia entre frutos dentro del mismo racimo, solo un fruto por racimo y hasta dos racimos por planta se utilizaron en los experimentos. Ovarios no polinizados (emasculados) se desarrollaron partenocárpicamente en respuesta a la aplicación de GA3 > GA1 = GA4 > GA20, aunque no de GA19, y de diferentes auxinas tales como los ácidos indolacético (IAA), naftalenacético (NAA) y 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), siendo este último el más eficiente. La morfología de los frutos inducidos por auxinas y giberelinas es diferente. En los frutos tratados con GA3 el tejido locular se desarrolla pobremente dejando las cavidades loculares vacías, mientras que los frutos tratados con 2,4-D presentan pseudoembriones y cavidades loculares llenas. A nivel interno, el GA3 indujo células de mayor tamaño en el mesocarpo interno, lo cual estaba correlacionado con un mayor nivel de ploidía (mayor MCV, mean C value), mientras el 2,4-D favoreció las divisiones celulares, por lo que el número de capas celulares en el pericarpo fue superior al tratamiento con GA3 y al polinizado. Los frutos polinizados tuvieron un mayor tamaño y peso que los frutos inducidos con GA3 aunque ambos fueron más pequeños y de menor peso que los tratados con 2,4-D. El grosor del pericarpo de los frutos inducidos con GA3 y 2,4-D no mostró diferencias hasta 20 días después de antesis, por lo que el tener menos células en el pericarpo (frutos inducidos con GA3) podría ser compensado teniendo un mayor tamaño celular. El uso de inhibidores de biosíntesis de GAs tales como el pablobutrazol (PCB) y LAB 198999 disminuyó la fructificación y desarrollo del fruto, efecto revertido con la aplicación de GA3. Sin embargo, en frutos polinizados el LAB redujo el contenido de GA1 y GA8 pero incrementó el de GA53, GA44, GA19 y GA20, lo cual puede indicar que GA1 es la GA activa en el crecimiento del fruto de tomate. Ambos resultados sugieren que la fructificación depende de GAs. Al analizar el efecto de la polinización en los niveles de transcritos de los genes de biosíntesis de GAs, se observó que se incrementaron los niveles de SlGA20ox1, -2, y -3, y de SlCPS, pero no los de SlGA3ox1 y -2. Esto, junto con la no inducción de la fructificación al IX
aplicar GA19, sugiere que la actividad GA 20-oxidasa es limitante en el ovario. Igualmente, para ver el efecto de la polinización en los niveles de transcritos de enzimas de inactivación de GAs, se aislaron 5 clones completos de cDNA de genes que codifican GA-2-oxidasas (SlGA2ox1, -2, -3-, -4 y -5). Si bien los niveles de transcritos de esos genes no disminuyeron tempranamente luego de la polinización (5 días post antesis, dpa), todos se redujeron, especialmente SlGA2ox2, luego de 10 dpa. Así, la polinización regula la fructificación activando la biosíntesis de GAs por medio del aumento de los niveles de GA20ox. Con el propósito de establecer la posición de los nuevos genes de catabolismo (SlGA2ox1, -2, -3-, -4 y -5) aislados dentro de las subfamilias respectivas, se realizó un análisis filogenético de los genes de la familia GA2ox. Dicho análisis mostró la existencia de tres subfamilias que podrían caracterizarse por sus diferentes propiedades bioquímicas. De otra parte, la aplicación de los inhibidores PCB y LAB sobre frutos tratados con 2,4-D e IAA, redujo significativamente la fructificación, y ese efecto fue contrarrestado con la aplicación de GA3. Al medir los contenidos de GAs en frutos inducidos con 2,4-D, se observó que estos tenían un contenido más alto de GA1 y GA8 que los polinizados, aunque las concentraciones de los precursores (GA53, GA44, GA19, GA20) fueron similares, mientras que el contenido de GA29 disminuyó en éstos. Estos últimos resultados sugieren que el efecto de las auxinas esta mediado por GAs. De la misma manera, la aplicación de GAs marcadas radiactivamente a ovarios no polinizados, en presencia o no de 2,4-D, produjo variaciones en el metabolismo de las GAs. El 2,4-D indujo el metabolismo de [14C]GA12 a [14C]GA9 putativa, y de [14C]GA20 principalmente a [14C]GA1, no a [14C]GA29 como ocurrió en el control, mientras que el metabolismo de [14C]GA1 a [14C]GA8 fue menor en ovarios tratados con 2,4-D. El análisis de los transcritos de ovarios inducidos con 2,4-D, mostró que la auxina incrementó los niveles de expresión de SCPSs, SlGA20ox1, -2 y -3 SlGA3ox1 y SlGA3ox1 pero no los de SlGA3ox2, mientras que solo los niveles de expresión de SlGA2ox2 fueron menores en frutos tratados con 2,4-D. En conclusión, y de acuerdo a los resultados obtenidos, se sugiere que las auxinas inducen la fructificación y el crecimiento del fruto de tomate aumentando la biosíntesis de GAs a través de la actividad GA 20-oxidasa, GA 3-oxidasa y CPS, lo que conlleva a un mayor contenido de GA1. X
Description:Tesis doctoral realizada en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP-UPV-CSIC)
URI:http://hdl.handle.net/10261/18936
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