Caracterización genética, genómica e histológica de una mutación sexual en Carica papaya (caricaceae)

Abstract

La papaya es una planta frutal de gran importancia económica como cultivo agrícola. Se considera un modelo para el estudio de la determinación sexual debido a que puede tener hembras, hermafroditas y machos. Las flores de papaya pueden sufrir de carpelodia. Se encontró una mutación en una planta hermafrodita que produce unan mezcla de flores perfectas, femeninas e intermedias, cuyo fenotipo se heredó a lo largo de cuatro generaciones por medio de cruces y retrocruces. El objetivo de la investigación fue caracterizar aspectos genéticos, genómicos e histológicos de la mutación que revierte el sexo, de hermafrodita a femenino, en Carica papaya. Se encontró que macroscópica y microscópicamente las flores femeninas provenientes de plantas hermafroditas mutadas son iguales a las flores femeninas provenientes de plantas femeninas silvestres. El fenotipo mutado no segrega de forma mendeliana. Es posible que el fenotipo mutado sea causado por un cambio epigenético transgeneracional. Por medio del análisis de la secuenciación por tGBS se encontró un QTL en el cromosoma dos de la papaya que está correlacionado con el fenotipo mutado, este se ubica entre los 35.85 cM y los 42.81 cM. Además, se encontraron nueve marcadores moleculares correlacionados de forma significativa con el fenotipo mutado que permitieron realizar la diferenciación molecular de plantas mutantes y no mutantes. Se encontró que es posible el cambio fenotípico de una planta hermafrodita en una planta femenina, por lo que, es posible que el ancestro original de la papaya haya sido un organismo monoico. Es posible que los genes AGL8-related, el transportador GABA 1 y el NAD dependiente de epimerasa/dehidratasa se encuentren relacionados con la generación del fenotipo mutante ya que se encuentran dentro de la región del QTL encontrado. El estudio del transcriptoma y metiloma de esta mutación puede ayudar a identificar o comprobar de forma específica el o los genes que causan este fenotipo y, si estos están relacionados con la carpelodia, pueden ayudar al mejoramiento genético de líneas con carpelodia disminuida o nula.