Control hormonal y transcripcional del desarrollo del fruto de olivo

Abstract

El cuajado y el desarrollo temprano del fruto carnoso constituyen procesos determinantes en el tamaño del fruto. A pesar de los significativos avances científicos, aún existe muy poca información sobre el proceso del desarrollo temprano del fruto en el caso del olivo (Olea europaea L.), cultivo de primer orden para la economía española, y en particular, sobre su regulación hormonal. El objetivo general planteado en esta Tesis Doctoral ha sido estudiar los mecanismos fisiológicos y moleculares implicados en el desarrollo del fruto de olivo. Este objetivo general se ha abordado en tres apartados específicos. En primer lugar, se ha realizado un análisis citológico hormonal y transcriptómico del desarrollo temprano del fruto de lavariedad ‘Picual’. Mediante RNAseq se han podido identificar genescandidatos y rutas hormonales específicas que participan en las fases de división y expansión celular durante el desarrollo temprano del fruto de olivo. En segundo lugar, para profundizar en el estudio de la regulación hormonal del proceso de desarrollo y maduración del fruto de olivo, se ha realizado un estudio comparativo de los contenidos hormonales y de la expresión de genes relacionados con hormonas durante el desarrollo en frutos de variedades de olivo con diferencias en su tamaño y forma, así como en su duración de maduración. Nuestros resultados mostraron el posible papel de las giberelinas en la coordinación del tamaño del fruto y en la progresión de la maduración del fruto de olivo, así como el papel esencial del ácido abscísico en la maduración del fruto de olivo. Finalmente, se ha abordado un análisis preliminar sobre la relativa importancia de las fases de división y expansión celular en el tamaño final del fruto en frutos de tres variedades durante su desarrollo. En conclusión, esta tesis contribuye a un mejor conocimiento del control transcripcional y hormonal del desarrollo del fruto de olivo, lo que podría conducir a nuevas estrategias para mejorar la calidad del fruto de olivo.

The fruit set and early development of fleshy fruit constitute two of the main processes determining fruit size. Despite the significant scientific advances along this line, there is still little information available concerning the physiological, biochemical, and molecular bases underlying hormonal regulation of early fruit development, and in particular concerning its hormonal regulation, in the olive (Olea europaea L.), a leading crop for the Spanish economy. The overarching aim in the present doctoral thesis is to analyse the physiological and molecular mechanisms involved in olive fruit development. This general objective has been approached in three specific sections. Firstly, a cytological, hormonal, and transcriptomic analysis was made of the early development of the fruit of the “Picual” cultivar. By RNAseq, candidate genes have been proposed, and specific hormonal pathways involved in the cell-division and cell-expansion phases during early development of the olive fruit were identified. Secondly, for an in-depth study of the hormonal regulation of the development and ripening process of olive fruit, a comparative study was made of the hormonal contents and the expression of genes related to hormones during fruit development of olive varieties differing in sizes and shapes as well as in ripening duration. The results indicate the possible role of gibberellins in the coordination of the fruit size and in the progression of ripening as well as the essential role of abscisic acid in the maturation of the olive fruit. Finally, a preliminary analysis was made concerning the relative importance of the cell-division and cellexpansion phases in the final size of the fruits of the three olive cultivars during their development. This analysis led to the conclusion that a combination of a greater capacity of cell division and a higher degree of cell expansion determines the final fruit size in the olive. In conclusion, this thesis contributes to a fuller knowledge of the transcriptional and hormonal control of olive fruit development, which could result in new strategies to improve fruit quality in the olive.