En un trabajo reciente, investigadores de la Academia de Ciencias Agrícolas y Forestales de Beijing y de la Academia de Ciencias de China caracterizaron el mecanismo molecular de la formación del color en una línea endogámica de tomate de frutos anaranjados, el tomate de frutos anaranjados3 (oft3).
por la Universidad Agrícola de Nanjing
Usando cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), encontraron que la fruta oft3 tenía un contenido de carotenoides notablemente reducido, así como una mayor proporción de β-caroteno/licopeno durante la maduración. Análisis genéticos posteriores a través de experimentos cruzados sugirieron que oft3 estaba controlado por un solo gen recesivo. El análisis de segregantes a granel mediante secuenciación de alto rendimiento (BSA-Seq) y mapeo fino combinado con el análisis de la secuencia del genoma identificó a SlIDI1, que albergaba una deleción de 116 pb, como el gen candidato para el locus oft3.
A continuación, los autores confirmaron que SlIDI1 producía transcripciones largas y cortas simultáneamente mediante el inicio de la transcripción alternativa y el empalme alternativo. La expresión de una fusión de proteína verde fluorescente reveló que la isoforma larga se localizaba principalmente en plástidos y que una secuencia de extensión de 59 aminoácidos N-terminal era responsable de su orientación a plástidos. Se identificaron transcritos cortos en hojas y frutos por 5′ RACE y en frutos por 3′ RACE; sus proteínas correspondientes carecían de péptidos de tránsito y/o supuestas secuencias dirigidas a peroxisomas, respectivamente.
Es ampliamente conocido que IDI1 funciona en la vía MEP aguas arriba de PSY1, que cataliza el primer paso comprometido de la biosíntesis de carotenoides. Curiosamente, los autores encontraron que el tomate que portaba un gen SlIDI1 mutado mostraba un fenotipo de frutos anaranjados y no un color amarillo como se observa en el mutante r (SlPsy1). Para explicar este sorprendente fenómeno, midieron los niveles de expresión de genes clave de biosíntesis de carotenoides (SlPSY1, SlPDS, SlCRTISO, SlLCY-B1, SlLCY-B2 y SlLCY-E) en dos individuos BC1F2 con genotipo oft3. Sin embargo, no se observaron cambios significativos en ninguno de estos genes en relación con su expresión en plantas de tipo salvaje. Finalmente, se encontró que SlBCH1, que codifica la β-caroteno hidroxilasa, muestra represión transcripcional en mutantes generados por oft3 y CRISPR-Cas9. Debido a que SLBCH1 cataliza la transformación de β-caroteno en otras xantofilas, los autores especularon que la disminución en las transcripciones de SlBCH1 retrasó el catabolismo de β-caroteno, minimizando las reducciones en la acumulación de β-caroteno y contribuyendo al fenotipo de frutos anaranjados del mutante Slidi1. Estos resultados sugirieron la existencia de un circuito de retroalimentación novedoso en el flujo de la ruta de los carotenoides. Este estudio aparece en la revistaInvestigación en horticultura .
Los autores dijeron: «SlIDI1 podría dirigirse a múltiples orgánulos a través de la expresión de diferentes isoformas. Sin embargo, si SlIDI1–5′S y SlIDI1–3′S se derivaron de la misma transcripción, así como si SlIDI1 podría dirigirse a las mitocondrias o peroxisomas, aún no se confirmaron. Se necesitan más estudios para abordar esta cuestión».
