Mejora de la firmeza del fruto: edición de genes involucrados en la remodelación de la pared celular y evaluación fisiológica de las relaciones hídricas de fruto

La fresa se caracteriza por sufrir un excesivo reblandecimiento durante su maduración, adquiriendo una textura fundente en pocos días. La alta velocidad de reblandecimiento determina que anualmente se pierda entre el 5 y el 25% de la cosecha debido a la sobremaduración, daños mecánicos e infecciones psotcosecha. El control del reblandecimiento es fundamental en la fresa, teniendo en cuenta que casi el 80% de la producción española se dedica a la exportación. La mejora de la calidad de la fresa disminuyendo su reblandecimiento tendría beneficios para productores, vendedores y consumidores, y ayudaría a reducir el desperdicio de la cadena alimentaria. El cambio climático plantea un gran desafío para la producción de frutos de alta calidad. El aumento de la temperatura y la limitación de los recursos hídricos podrían tener repercusiones importantes en la tasa de maduración y la calidad del fruto. Recientemente, se ha descubierto que una disminución del potencial osmótico del fruto de fresa podría actuar como señal para el inicio de su maduración. En un contexto de cambio climático con eventos de altas temperaturas o déficit de agua, el ajuste osmótico podría incrementar la velocidad de maduración de la fresa, con el consiguiente aumento de pérdidas poscosecha. Los principales factores responsables del reblandecimiento de los frutos son el desmontaje de las paredes celulares, la pérdida de adhesión celular debido a la disolución de la lámina media y la pérdida de turgencia celular. Nuestro grupo ha demostrado que el silenciamiento de genes que codifican pectinasas de pared celular reduce el reblandecimiento de la fresa y prolonga su vida útil postcosecha. Uno de los objetivos del anterior proyecto coordinado AGL2017-86531-C2-R fue el de optimizar la tecnología de edición del genoma mediante CRISPR/Cas9 para obtener plantas con una vida útil poscosecha prolongada. En esta propuesta, completaremos este objetivo y abordaremos otros nuevos relacionados con el efecto del cambio climático, específicamente la restricción de agua, sobre la calidad y la textura de la fresa. Los principales objetivos del Subproyecto 1 son: 1) Mejorar el comportamiento poscosecha de la fresa mediante la edición via CRISPR/Cas9 de genes que codifican pectinasas de pared celular; 2) Evaluar el papel de los transportadores de potasio en el desarrollo y la maduración de la fresa; 3) Evaluar las relaciones hídricas del fruto durante el desarrollo y la maduración. Dentro del primer objetivo, se editarán genes de pectato liasa y de rhamnogalacturonao liasa en plantas control, así como en una línea transgénica mutante para un gen de poligalacturonasa, generada en el proyecto anterior. También optimizaremos las condiciones para obtener plantas editadas libres de ADN exógeno mediante la transfección de la proteína Cas9 y el sgRNA en protoplastos de fresa. Este último objetivo se inició en el proyecto anterior. Por otra parte, hemos observado que el aumento de firmeza en frutos con una poligalacturonasa en antisentido se asoció a la sobreexpresión de un transportador de potasio de alta afinidad. En esta propuesta, este gen se caracterizará funcionalmente para determinar su posible papel en el mantenimiento de la turgencia del fruto durante su desarrollo. Por último, en el tercer objetivo se estudiarán las relaciones hídricas del fruto de fresa en condiciones de estrés hídrico, así como el posible papel de las pectinas de la pared celular en la homeostasis del agua.