Comparative genetic and metabolic characterization between two table grape varieties with contrasted color berry skin : red Globe and Chimenti Globe

El desarrollo de la uva es un proceso dinamico caracterizado por una curva de crecimiento doble sigmoidea, separada por una fase lag, en donde ocurre una biosintesis coordinada de metabolitos primarios y secundarios. Al final de la fase lag, ocurre un fenomeno llamado pinta correspondiente al comienzo de la coloracion de la baya e iniciandose tambien el proceso de maduracion. Las antocianinas son las responsables de la coloracion de la piel de las bayas y su regulacion ha sido ampliamente estudiada. Sin embargo, pocos estudios se han enfocado en la caracterizacion genetica y metabolica, utilizando variedades contrastantes de color de piel. Utilizando analisis metabolico y la tecnologia de RNA-seq, se realizo una nueva caracterizacion comparativa de dos uvas de mesa, Chimenti Globe (CG) y Red Globe (RG), que poseen un color de piel de la baya contrastante: CG tiene un color rojizo claro y RG posee un color morado. La originalidad de este modelo es que CG fue generada en un evento espontaneo de campo desde una rama de una planta RG. Por lo tanto, el background genetico responsable del cambio de color es el mismo. El analisis del contenido metabolico de las pieles de las bayas revelo la importancia de las etapas de desarrollo, pinta y maduracion, en ambas variedades en estudio. En particular, la diferencia en la concentracion de metabolitos de la ruta fenilpropanoide, tales como shikimato y fenilalanina y otras moleculas como UDP-glucosa y trehalosa-6-fosfato, entre otros. Asimismo, las diferencias entre las variedades estuvieron dadas por cambios relacionados con la biosintesis de sacarosa y antocianinas. CG solo contenia antocianinas dihidroxiladas, cianidina y peonidina, y no las del tipo trihidroxiladas, malvidina, delfinidina y petunidina, lo cual fue consistente con el fenotipo del color de piel observado. A partir del analisis transcriptomico, generamos un heatmap con 109 genes expresado diferencialmente en CG en comparacion con RG, siendo muchos de estos asociados a la ruta biosintesis de flavonoides. Ademas, observamos que 11 copias del gen flavonoide 3'5'-hidroxilasa, que codifica una enzima clave para la biosintesis de antocianinas trihidroxiladas, no estaban inducidas en CG. A partir de este analisis, se selecciono un gen candidato para contribuir en el estudio de la ruta de biosintesis de antocianinas: citocromo b5 (Cytb5) que codifica una proteina clave donadora de electrones no caracterizada en vides. La sobreexpresion de Cytb5 en embriones V. berlandieri x V. rupestris cv. 110R sugirio fuertemente la participacion en la ruta, ya que los embriones transgenicos exhibieron un color rojizo e incluso, un desarrollo acelerado en comparacion con el control. Con estos resultados, hemos sido capaces de proporcionar informacion sobre la regulacion de las antocianinas en vides responsables de la coloracion de la piel de las bayas, abriendo nuevos terrenos en la busqueda de reguladores moleculares de la via flavonoide.