PID2022-138290OR-I00 Explotación de la variación natural de la fresa para mejorar la calidad del fruto y la eficiencia en el uso del agua (ENVBerry).

España es el sexto productor mundial de fresas y el principal exportador europeo. El cultivo de la fresa también es esencial en la economía onubense, con cerca del 90% de la producción española. El cultivo de fresa se encuentra principalmente en el entorno del Parque Nacional de Doñana, Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO. Debido a la limitada disponibilidad de agua y al cambio climático actual, se necesitan estrategias que permitan optimizar el uso del agua, como el desarrollo de nuevas variedades con mayor eficiencia en el uso del agua (EUA) sin comprometer la calidad ni la producción. El objetivo del proyecto ENVBerry es realizar estudios de asociación de genoma completo (GWAS) en una población diversa de cultivares de fresa con el fin de identificar variantes genéticas asociadas con la arquitectura y el tamaño de la raíz que permitan mejorar la EUA. La relación entre la arquitectura de la raíz y la EUA en la fresa también se evaluará durante este proyecto y permitirá el desarrollo de marcadores moleculares predictivos aplicables para la selección asistida de nuevos genotipos más eficientes. La variación genética natural existente se utiliza en los programas de mejora como fuente de caracteres de interés, como puede ser la EUA. Los cruces con parentales silvestres, que generalmente dan frutos más pequeños, conllevan, además, una pérdida de producción y calidad. Por tanto, se debe mantener o aumentar el tamaño de los frutos en la mejora de nuevos cultivares. Por ello, otro objetivo de ENVBerry es identificar las regiones del genoma que controlan el tamaño del fruto y utilizar esta información para desarrollar marcadores moleculares predictivos que puedan usarse en los programas de mejora. Las principales hormonas que controlan el tamaño y la maduración del fruto de fresa son las auxinas y el ácido abscísico (ABA). Durante las primeras etapas del desarrollo del fruto, la auxina promueve el crecimiento del receptáculo. En las etapas tardías, al inicio de la maduración, disminuyen tanto los niveles de auxina como de giberelina, lo que provoca un incremento del ABA endógeno. El ABA es el principal regulador de la maduración del fruto, influyendo en sus propiedades organolépticas (sabor, textura, color y aroma) y determinando su calidad final. Además de los cambios mencionados anteriormente, los frutos de fresa continúan aumentando de tamaño durante el proceso de maduración, pero no se ha determinado si el ABA controla este proceso. En un GWAS anterior, identificamos tres genes candidatos que controlan el tamaño del fruto pertenecientes a la familia de factores de transcripción Auxin Response Factors (ARF), implicados en la señalización de auxinas. Realizaremos análisis funcionales y desarrollaremos marcadores predictivos. También hemos identificado una importante variación natural en el nivel de carotenoides del fruto entre diferentes especies/cultivares de fresa. La mayoría de los cultivares comerciales acumulan carotenoides, incluida la 9'-cis-neoxantina y la violaxantina, un precursor biosintético del ABA. Utilizando genotipos con bajo y alto contenido de carotenoides en el fruto, exploraremos la interacción entre los carotenoides y las rutas biosintéticas de ABA y si el contenido de ABA aumenta en las frutas con alto contenido de carotenoides. Finalmente se investigará cómo estas diferencias en los niveles de ABA afectan el proceso de maduración y la calidad del fruto.