Implicación de los esfingolípidos en el proceso de abscisión del fruto en olivo

Abstract

La abscisión de los órganos de las plantas está regulada por redes de señalización complejas que median respuestas del desarrollo y ambientales. En olivo (Olea europaea L.), la abscisión del fruto se asocia con cambios en las bases de cadena larga de esfingolípidos (LCB) en la zona de abscisión (AZ), mostrando una asociación específica entre la esfinganina LCB dihidroxilada (d18:0) y la abscisión del fruto. El objetivo general de este trabajo es profundizar en los mecanismos moleculares implicados en la abscisión del fruto y ampliar nuestra investigación sobre el papel de los esfingolípidos utilizando enfoques farmacológicos y transcriptómicos. En primer lugar, se mostraron los cambios hormonales y en el transcriptoma del fruto con respecto a su AZ en la última etapa de maduración cuando ocurre la abscisión natural del fruto. Estos datos transcriptómicos permitieron la identificación de transcritos únicos y comunes relacionados con modificación de la pared celular, metabolismo y la señalización de hormonas, tráfico vesicular, y flujos de iones entre los tejidos. Posteriormente, para comprender la señalización diferencial implicada en la abscisión del fruto y la hoja, se mostró la caracterización transcripcional de las AZs del fruto y de la hoja en respuesta al tratamiento d18:0, identificando nuevos reguladores de la señalización de la abscisión del fruto. Nuestros resultados aportan nuevos conocimientos sobre la biología de la abscisión del fruto en olivo y permitirán desarrollar nuevas estrategias para el control selectivo de la abscisión del fruto, facilitando la recolección mecánica del cultivo y reduciendo costes sin defoliación del árbol.

Plant organs abscission is regulated by complex signaling networks that mediate development and environmental responses. In olive (Olea europaea L.), abscission of fruit is associated with changes in sphingolipid long-chain bases (LCB) in the abscission zone (AZ), showing a specific association between the dihydroxylated LCB sphinganine (d18:0) and the olive fruit abscission. The main goal of this work is to gain knowledge on the molecular mechanisms involved in the fruit abscission in olive, broadening our research into the role of sphingolipids using pharmacological and transcriptomic approaches. Here, firstly, we reported hormonal and transcriptome changes in olive fruit with respect to their AZ at the last stage of ripening when natural fruit abscission occurs. These transcriptomic data allowed for the identification of unique and common transcriptional signatures related to cell wall modification; plant hormone metabolism and signaling; vesicle trafficking; and ion fluxes between the fruit tissues. Subsequently, to understand the differential signaling involved in fruit and leaf abscission in olive, we reported transcriptional characterization of the olive AZs of fruit and leaf in response to d18:0 treatment. We reported identification of specific markes of the AZ of fruit and novel regulators of olive fruit abscission signaling. Our results provide new insight into the biology of olive fruit abscission and this will enable the development of new strategies for the selective control of the fruit abscission in olive, facilitating mechanical harvest of the crop and reducing costs without tree defoliation.