Desplegar menú lateral
14/07/2022

S’identifiquen tres gens implicats en la maduració del meló

Els investigadors Andrea Giordano, Jordi Garcia-Mas i Marta Pujol amb un meló de cantalup

La recerca permetria desenvolupar noves varietats d’aquest fruit amb una vida útil més llarga i, així, contribuir a reduir el malbaratament alimentari

L’estudi, en què han treballat investigadors de l’IRTA i el CRAG, s’ha publicat a les revistes Frontiers in Plant Science i Journal of Experimental Botany

Un estudi de l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) i del Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG), en què també ha participat l’Institut de Biologie de l’École Normale Supérieure (IBENS) de París, ha identificat el paper de tres gens en la maduració del meló. La troballa aporta coneixement sobre el procés de maduració d’aquest fruit, «un procés complex», segons la investigadora de l’IRTA al CRAG Marta Pujol, implicada en la recerca, «en el qual intervenen diversos gens que cal identificar i entendre’n el funcionament». Conèixer aquest procés és clau per desenvolupar noves varietats de meló amb patrons de maduració més llargs, «una demanda del mercat i de les empreses de llavors perquè n’allargaria la vida útil i, així, se’n reduiria el malbaratament», afirma. Els resultats de l’estudi, que aporta coneixements per entendre el procés de maduració dels melons, s’han publicat a les revistes Frontiers in Plant Science i Journal of Experimental Botany. L’article publicat a Journal of Experimental Botany ha estat seleccionat pels editors de la revista al seu últim número en considerar que fa una «contribució substancial en el seu camp». El cantalup és una varietat climatèrica de meló. Això vol dir que, igual que fruits com el tomàquet, segueix madurant un cop s’ha collit, i ho fa mitjançant l’emissió d’etilè, una hormona de les plantes que indueix la maduració de tipus climatèric. Així doncs, un cop collits, els fruits climatèrics acostumen a tenir una vida més curta que els altres. En canvi, els fruits que no ho són, com el raïm, la taronja o el meló tipus «Pell de Gripau», no maduren mitjançant l’etilè, sinó que ho fan per altres mecanismes que encara no es coneixen prou; això fa que, en molts casos, els seus trets organolèptics es mantinguin estables durant més temps que en els fruits climatèrics. Un dels reptes actuals de la genòmica de plantes és conèixer els mecanismes que intervenen en la maduració dels fruits. Per entendre aquest procés, històricament s’ha utilitzat el tomàquet com a planta model i la recerca feta fins ara «ens ha permès avançar en el coneixement dels mecanismes que regulen la maduració climatèrica», explica Jordi Garcia-Mas, investigador de l’IRTA al CRAG i també un dels autors de l’estudi. Garcia-Mas va coliderar la recerca que va permetre seqüenciar, el 2012, el genoma del meló.

En l’estudi de l’IRTA, el CRAG i l’IBENS, s’ha implementat per primera vegada la tècnica d’edició gènica CRISPR/Cas9 per editar gens d’interès agronòmic en meló. Es van identificar tres gens implicats en la maduració climatèrica del meló ―CmCTR1, CmROS1 i CmNAC-NOR―, en què van produir-se mutacions per esbrinar quin paper hi tenen. «Vam veure que si s’inhibia l’expressió dels dos primers, la maduració s’accelerava», afirma Andrea Giordano, investigadora del CRAG i primera autora d’un dels treballs. «En el cas del CmNAC-NOR», apunta Pujol, «es va observar que una mutació, la nor-3, aconseguia retardar la maduració en vuit dies, mentre que una altra, la nor-1, en bloquejava completament la maduració».

Quina d’aquestes mutacions és la millor per obtenir noves varietats de meló amb una vida útil més llarga? Marta Pujol és prudent a l’hora de donar una resposta: «De moment, sabem la funció del gen, no quina serà millor ni quina pitjor; el que ens caldrà ara és avaluar la qualitat dels melons que en resulten». Per a la investigadora, «pot ser molt interessant retardar la maduració, sempre que els melons no perdin altres característiques com l’aroma, el contingut en sucres o en carotens, que atorguen qualitat organolèptica i nutricional al fruit». Per a Garcia-Mas, un dels punts més interessants de la troballa és que pot ser un primer pas per «convertir un meló climatèric en un de menys climatèric i, així, aconseguir que es conservi durant més temps».

Sigui com sigui, la recerca que ha liderat en tots aquests anys el grup de recerca de Jordi Garcia-Mas al CRAG ha demostrat la utilitat del meló com a model alternatiu al tomàquet per estudiar la maduració tant climatèrica com la no climatèrica.

Del laboratori al mercat

«Amb la nostra recerca ara coneixem quins gens hem de mirar-nos per allargar la vida del fruit de meló, però, de moment, utilitzar els mutants obtinguts per edició amb CRISPR/Cas9 no és possible perquè a Europa es consideren com si fossin organismes modificats genèticament (OMG)», apunta Garcia-Mas. Sí que la regulació d’altres països, com el Brasil, el Japó o els EUA, ho permet. «Ara que coneixem alguns dels gens implicats en la maduració del meló, l’única opció a Europa és trobar variants naturals d’aquests gens que n’allarguin la vida i utilitzar-les en programes de millora genètica convencional, una opció que interessa molt a les empreses de llavors».

Articles de referència:

Giordano, A., Santo Domingo, M., Quadrana, L., Pujol, M., Martín-Hernández, A. M., & Garcia-Mas, J. (2022). CRISPR/Cas9 gene editing uncovers the roles of CONSTITUTIVE TRIPLE RESPONSE 1 and REPRESSOR OF SILENCING 1 in melon fruit ripening and epigenetic regulationJournal of Experimental Botany. https://doi.org/10.1093/jxb/erac148

Liu, B., Santo Domingo, M., Mayobre, C., Martín-Hernández, A. M., Pujol, M., & Garcia-Mas, J. (2022). Knock-out of CmNAC-NOR affects melon climacteric fruit ripeningFrontiers in Plant Science13. doi:10.3389/fpls.2022.878037.