Caracterización fenotípica y molecular de líneas CRISPR del gen TOMATO GASSHO (TGSO), implicado en el desarrollo embrionario de tomate

Abstract

La epidermis de los organismos vivos supone la barrera primaria frente al exterior, y, por tanto, desempeña una función esencial no solo en la protección frente a otros organismos y moléculas, sino también en la regulación de las interacciones fisicoquímicas del ser vivo con el mundo que lo rodea. En plantas, la epidermis se encuentra asociada a una barrera de tipo céreo llamada cutícula. El correcto desarrollo de la epidermis y de la cutícula constituye un proceso biológico complejo de especial relevancia pues de él depende el crecimiento de los distintos órganos vegetales, así como caracteres de interés agronómico como son la protección frente a factores externos y patógenos. Se desconocen en gran medida los genes que regulan el desarrollo de la epidermis, y más aún los mecanismos genéticos y moleculares implicados en dicho proceso. Recientemente, se ha descrito que los genes GASSHO1 (GSO1) y GSO-2 tienen una función clave en el desarrollo de la epidermis en la planta modelo Arabidopsis thaliana, si bien poco se ha estudiado el papel de este gen en otras especies de importancia agronómica como es tomate. En este trabajo, se han caracterizado líneas de tomate en las que el gen TOMATO GASSHO (TGSO) ha sido silenciado totalmente mediante la metodología CRISPR/Cas9. A partir de estas líneas de silenciamiento se pretende analizar la función del gen TGSO, y si esta es homóloga a la que desempeña los genes GSO previamente descritos en A. thaliana. Para ello se llevó a cabo un estudio de los embriones generados por líneas TG2, que presentaban en su mayoría deleciones de 4 o 7 nucleótidos en la secuencia de TGSO. Se encontró que el silenciamiento de este gen promueve letalidad en las últimas fases del desarrollo embrionario, lo que impedía el crecimiento de los embriones mutados en condiciones de cultivos in vitro. Además, se observaron fenotipos similares a los encontrados en los dobles mutantes gso1-2 tales como la disposición del embrión en la semilla o la alteración del crecimiento. La caracterización de las líneas CRISPR indica que la función de TGSO es necesaria para el establecimiento de un correcto patrón de desarrollo embrionario en tomate, y así como para los posteriores procesos de diferenciación celular y crecimiento de los embriones de esta especie. En definitiva, el gen TGSO, aunque presente en una sola copia en el genoma de tomate, tendría una función homóloga a la que desempeñan, de forma redundante los genes GSO1-2 de A. thaliana