1. Introgression of Ty resistance genes from wild relative species S. chilenseinto tomato: genomic and metabolic effects
- Author
-
Bueso Ródenas, Eduardo, Granell Richart, Antonio, Rambla Nebot, Jose Luis, Universitat Politècnica de València. Departamento de Biotecnología - Departament de Biotecnologia, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Agronòmica i del Medi Natural, Sendra Ortiz, Aina, Bueso Ródenas, Eduardo, Granell Richart, Antonio, Rambla Nebot, Jose Luis, Universitat Politècnica de València. Departamento de Biotecnología - Departament de Biotecnologia, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Agronòmica i del Medi Natural, and Sendra Ortiz, Aina
- Abstract
[EN] In previous studies, the FGB lab have shown that when a fragment from Chromosome 6 of Solanum chilense (which contains Ty1-3 resistance genes) is introgressed into tomato (Solanum lycopersicum), the fruit volatile profile is affected. Our working hypothesis is that a S. chilense FAD gene located next to the Ty gene is also introgressed -causing a higher expression of FAD, which is translated into a higher synthesis in fruit of volatiles produced from double-bond Fatty Acids through the Lipoxygenase Pathway. The objective of this thesis is to analyse further the effect of this S. chilense introgression by 1) determining if the change in volatiles production is restricted to tomato fruit or affects also leaves, 2) defining the differences at the genomic level between the FAD gene from tomato and S. chilense, and 3) performing a literature review to check on the extent linkage drag has on tomato breeding. We first analysed the VOCs present leaves of Solanum lycopersicum cv. Muchamiel and De la Pera traditional varieties, that either contain or not the Ty resistance gene introgression from S. chilense. We performed a SPME-HeadSpace Gas Chromatography-Mass Spectrometry analysis in order to capture, separate and quantify the volatiles present in our samples. We conducted a Targeted Metabolic Analysis to analyse possible differences in 15 specific compounds and an Untargeted Analysis to analyse all chromatograms¿ data. Results indicate no changes in the Fatty Acids-derived volatiles in leaves, indicating that the effect of the introgression could be restricted to fruit. Moreover, we performed a molecular analysis of the FAD gene sequence in both tomato and S. chilense, concluding that there is a 700bp-long repetitive element present in the promoter of the FAD gene in tomato which is absent in S. chilense species. In order to assess which alterations in the promotor sequence cause the FAD gene to present a higher expression in S. chilense than in tomato, we performed a, [CA] S’ha observat en estudis realitzats anteriorment al laboratorio de FGB de l’IBMCP que, quan s’introgressa un fragment del Cromosoma 6 de l’espècie silvestre Solanum chilense (el qual conté els gens de resistència Ty1-3) en el genoma de la tomaca (Solanum lycopersicum), a més de conferir resistència, s’altera el perfil de compostos volàtils en el fruit. La nostra hipòtesi actual és que un gen FAD de S. Chilense que es localitza pròxim al gen de resistència Ty també s’introgressa amb aquest últim -generant una major expressió de FAD, i provocant finalment una major síntesi en fruit de volàtils produïts a partir d’Àcids Grassos de doble enllaç, a través de la Ruta de la Lipoxigenasa. L’objectiu d¿aquest treball és analitzar amb més profunditat l’efecte que té aquesta introgressió de S. Chilense en tomaca; primer, determinant si el canvi en la producció de volàtils està limitat al fruit o també afecta a les fulles; segon, indicant les diferències que hi ha a nivell genòmic entre el gen FAD en tomaca i en S. chilense; i, tercer, realitzant una revisió bibliogràfica per a determinar fins a quin punt l’esdeveniment de linkage drag afecta al cultiu de la tomaca. En primer lloc, vam analitzar els compostos volàtils (COVs) de fulles de Solanum lycopersicum de les varietats tradicionals Muchamiel i De la Pera, les quals presentaven o no la introgressió del gen Ty de S. chilense. Vam realitzar una anàlisi metabolòmica mitjançant el mètode de Microextracció en Fase Sòlida-Espai de cap-Cromatografia de Gases-Espectrometria de Masses per a capturar, separar i identificar els volàtils presents en les nostres mostres. Vam dur a terme una Anàlisi Metabòlica Dirigida per a determinar les possibles diferències en 15 compostos específics i una Anàlisi No dirigida per a extraure tota la informació dels cromatogrames. Els resultats mostren que no hi ha canvis en els volàtils procedents d’Àcids Grassos en les fulles de tomaca, indicant que els efectes de la introgressió es limiten úni
- Published
- 2020