Aproximación ómica de las bases genéticas para la calidad diferencial del fruto en líneas casi isogénicas de tomate

La calidad de fruto mejorada y la reducción de las pérdidas poscosecha son dos desafíos importantes para el mejoramiento del tomate destinado al consumo en fresco. Frente a la reducida calidad y variabilidad genética en el germoplasma cultivado, las especies silvestres de tomate se vuelven importantes recursos para el mejoramiento. En este trabajo de tesis se planteó como hipótesis que la introgresión de genes de la especie silvestre S. pimpinellifolium tiene el potencial de mejorar la calidad de fruto en el tomate cultivado. Con este fin se estudió una colección de 22 líneas casi isogénicas desarrollada a partir de introgresiones de la accesión silvestre LA0722 de S. pimpinellifolium en el fondo genético cultivado proveniente de Caimanta de S. lycopersicum. La líneas casi isogénicas de la colección mostraron una larga vida poscosecha, con valores entre 11 y 26 días, donde la mitad de ellas fue significativamente mayor que Caimanta (9,7 ± 0,9 días) y, a su vez, un menor ablandamiento del fruto. Por otro lado, se observó la recuperación del tamaño del fruto cultivado (con pesos entre 57 y 87 g) y la carnosidad (con espesores de pericarpio entre 0,36 y 0,65 cm), cualidades que contribuyen positivamente a las preferencias del consumidor y serían el resultado del proceso de retrocruza hacia Caimanta. A pesar de alto porcentaje del genoma cultivado recuperado en la colección de líneas casi isogénicas (86,5 - 97,1 %), se demostró que las líneas casi isogénicas conservan introgresiones silvestres adicionales a las detectadas durante su obtención, con un promedio de 3 a 13 introgresiones según la línea. El análisis reveló que introgresiones adicionales localizadas en los cromosomas 4, 5 y 11 prolongaron la vida poscosecha en comparación con el progenitor cultivado. Particularmente, se detectó una región de 7,17 Mpb en la parte superior del cromosoma 4 que incrementó la vida poscosecha en un 70 %. Estas características mejoradas hacen que las 22 líneas casi isogénicas constituyan potenciales cultivares comerciales con una mayor vida poscosecha y calidad de fruto mejorada. Otra manera de reducir las pérdidas poscosecha y mejorar la calidad es a partir de un retardo de la maduración del fruto. En esta tesis se abordó un estudio integrador sobre la maduración del tomate en dos líneas casi isogénicas. Se realizó un análisis exhaustivo que incluyó enfoques genómicos, transcriptómicos y proteómicos. Los resultados mostraron un total de 10 genes involucrados en la maduración que intervienen en el metabolismo, en el estrés biótico y abiótico, en las vías del etileno y en la remodelación de la pared celular. Del análisis se destacaron dos genes novedosos que retrasan la maduración en tomate: un factor de respuesta a etileno del cromosoma 5 (AP2/ERF) que está involucrado en la remodelación de la pared celular y que podría ser activado por una quinasa (MAPK), y otro factor de respuesta a etileno del cromosoma 3 (E4) heredado del progenitor silvestre S. pimpinellifolium. Como conclusión, el desarrollo de esta tesis permitió demostrar que las introgresiones provenientes de la especie silvestres S. pimpinellifolium portan genes que otorgan una calidad de fruto mejorada y una maduración diferencial en las líneas casi isogénicas de tomate.