Nace en Caravaca de la Cruz (Murcia) en 1983. En 2009 obtiene la titulación de ‘Ingeniero Agrónomo’ por la Universidad Miguel Hernández, obteniendo el premio como “Universitario 5 estrellas”. A continuación, cursa el máster en ‘Biotecnología y Biología del Estrés de Plantas’ en la Universidad de Murcia, obteniendo el título en el año 2012. Previamente a los estudios universitarios obtiene el título de ‘Técnico Superior en Gestión y Organización de los Recursos Naturales y Paisajísticos’, obteniendo el premio extraordinario de Formación Profesional. Posteriormente, inició sus estudios Universitarios en la Universidad Miguel Hernández donde se tituló en primer lugar como ‘Ingeniero Técnico Agrícola’ en la especialidad de Hortofruticultura y Jardinería (2007), para luego obtener el título de Ingeniero Agrónomo (2011). A continuación, se titula en el máster de ‘Agroecología, Desarrollo Rural y Agroturismo’ por la Universidad Miguel Hernández de Elche (2011) y seguidamente se titula del mencionado máster en Biotecnología y Biología del Estrés de Plantas (2012) coincidiendo con su periodo predoctoral. Entre 2010 y 2014 desarrolló su proyecto de tesis doctoral en el departamento de Mejora Vegetal, dentro del grupo de Mejora Genética de Frutales del CEBAS-CSIC, bajo la dirección del Dr. David Ruiz y Dr. Pedro Martínez Gómez, obteniendo el grado de doctor en año 2014 por la Universidad de Murcia. Para el desarrollo de la tesis doctoral obtuvo una beca JAE predoctoral de 4 años de duración (2010-2014). Posteriormente, desarrolló su periodo posdoctoral en la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile (Santiago) entre los años 2015 y 2018 junto al grupo de investigación del Departamento de Mejora de la Calidad del Fruto en colaboración con el profesor Rodrigo Infante, obteniendo un proyecto posdoctoral como investigador principal titulado: ‘Bases genéticas y moleculares de caracteres de calidad del fruto en el género Prunus” (2015-2018). En el año 2018 obtuvo un contrato Saavedra Fajardo de la Fundación Séneca para reincorporarse a unos de los centros de investigación de la Región de Murcia, siendo el destino elegido el grupo de Mejora Genética de Frutales del CEBAS-CSIC donde desarrolla su proyecto investigador “Análisis transcriptómico y epigenético de la aplicación de reguladores de la biosíntesis de etileno y desarrollo de marcadores moleculares asociados a la evolución de la maduración y comportamiento postcosecha del fruto en albaricoquero y ciruelo”. Paralelamente es miembro de equipo en el Grupo de Excelencia de la Fundación Séneca (CEBAS-CSIC) para el periodo 2016-2020.
Biología molecular, celular y genética, Fisiología y Farmacología, Medicina
Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura
Análisis transcriptómico y epigenético de la aplicación de reguladores de la biosíntesis de etileno y desarrollo de marcadores moleculares asociados a la evolución de la maduración y comportamiento postcosecha del fruto en albaricoquero y ciruelo
1. Antecedentes
España con 80.000 toneladas (t) es el mayor exportador mundial de albaricoque (Prunus armeniaca L.) seguido por Uzbekistán (58.260 t) y Francia (45.304 t)(Base de Datos de Comercio Exterior 2010-2016). En el caso del ciruelo japonés (Prunus salicina L.) los mayores exportadores a nivel mundial son Chile y España con 115.326 y 72.056 t respectivamente. España por tanto es uno de los países más importantes a nivel comercial en ambas especies. Sin embargo, sus exportaciones mayoritariamente tienen destinos europeos como Francia, Italia y Alemania, si bien en los últimos años se está incrementando notablemente la expansión a otros mercados como el mercado escandinavo y el mercado ruso, siendo Rusia el mayor importador mundial de albaricoque y ciruela, o explorar mercados más lejanos como es el caso de China, el cual es uno de los mayores importadores mundiales de ciruela. En este contexto, podemos afirmar que la comercialización de albaricoque y ciruela, especialmente en lo referente a la exportación, está condicionada por la adecuada aptitud postcosecha de las variedades utilizadas. Sin embargo, en las últimas décadas, la mayoría de los programas de mejora genética se han enfocado principalmente en la mejora de caracteres de calidad de la fruta en fresco (Ruiz et al., 2016) y en muy pocos casos en la vida postcosecha del fruto (Minas et al., 2015), siendo ésta última de especial relevancia para la exportación de la fruta a otros países. Así pues, una variedad óptima debe estar asociada a una buena calidad del fruto, lo cual suele estar relacionado con un buen equilibrio entre el contenido en sólidos solubles y la acidez, así como también a una baja tasa de ablandamiento, la cual está directamente relacionada con la vida útil de la fruta (Crisosto et al., 2004). Por tanto, hoy en día no debería entenderse una buena variedad sin una buena vida postcosecha. Por esta razón, desde el punto de vista del manejo se establecen procedimientos de almacenamiento en frío y aplicación de inhibidores de etileno como el 1-MCP que permiten alargar la vida útil de la fruta (Pan et al., 2016; Velardo-Micharet et al., 2016; Singh et al., 2017) o también se buscan genotipos con características ventajosas especialmente relacionadas con una baja tasa de ablandamiento o climaterio suprimido (Minas et al., 2015).
En la actualidad, el programa de mejora genética del albaricoquero que se desarrolla en el CEBAS-CSIC ya incorpora de forma rutinaria la utilización de marcadores moleculares para selección asistida de los caracteres compatibilidad floral y resistencia al virus de la sharka. Sin embargo, hasta ahora no se ha abordado el desarrollo de marcadores moleculares ligados a la evolución de la maduración y comportamiento postcosecha del fruto, a pesar de la relevancia de estos aspectos en la comercialización y rentabilidad de las nuevas variedades. Ciruelas y albaricoques se caracterizan por ser frutos climatéricos, los cuales continúan madurando tras la cosecha, y por esta razón es coveniente realizar una cosecha a madurez comercial lo que nos aportará un mayor margen de tiempo en el almacenamiento. Rhodes (1980) define la etapa climatérica como el periodo en el cual ciertos frutos experimentan algunos cambios bioquímicos para comenzar con la producción autocatalítica de etileno. Esto implica el cambio de la etapa de crecimiento a la etapa de senescencia del fruto, la cual promueve el aumento de la respiración y la maduración del fruto. El etileno es pues un regulador esencial del desarrollo de frutos climatéricos, por lo que a lo largo de los años se ha venido estudiando la forma de inhibirlo o activarlo a través de tratamientos con 1-MCP o Ethrel. En los últimos años, diferentes estudios han sido enfocados en este sentido, evaluando calidad postcosecha del fruto en ciruela (Menniti et al., 2004 y 2006; Candan et al., 2008; Candan et al., 2011; Pan et al., 2016) o los mecanismos relacionados con la síntesis de carotenoides y el aroma del fruto en albaricoque (Botondi et al., 2003; Marty et al., 2005).El uso de inhibidores de la biosíntesis de etileno como el 1-metilciclopropeno (1- MCP) ayudan a retrasar la maduración de la fruta. El efecto del 1- MCP también ha sido ampliamente estudiado en melocotón, produciendo una disminución de los daños por frío, el pardeamiento interno y la harinosidad (Jin et al., 2011), así como también una menor producción de etileno, tasa respiratoria y tasa de ablandamiento, lo cual, es también un efecto común en frutos de kiwi (Ilna et al., 2009), albaricoque (Muñoz-Robredo et al., 2011), ciruela (Pan et al., 2016), aprium (Ma et al., 2014) o peras ‘Barlett '(Wang et al., 2015).
Recientemente, en papaya, se han llevado a cabo estudios sobre expresion génica diferencial relacionada con el proceso de maduración del fruto mediante aplicaciones de 1- MCP y Ethrel (Shen et al., 2017), identificando 20 genes relacionados con la pared celular y 18 genes relacionados con la clorofila y los carotenoides, donde la degradación de la clorofila y la inhibición del metabolismo de los carotenoides juegan un papel importante en el cambio de coloración de la papaya; en el caso de frutos de caqui (Park et al., 2017), la fruta tratada con etileno mostró una expresión más rápida de los genes DKEIL, DKERF2, DKERF5 y DKERF8 a 25 °C que a 15 °C; o en el caso del tomate cherry (Zou et al., 2018) la aplicación de 1-MCP afectó notablemente la biosíntesis de compuestos aromáticos así como también el almacenamiento postcosecha a bajas temperaturas. En el caso de especies del género Prunus estos estudios no se han realizado hasta la fecha. Únicamente en el caso del melocotonero se han identificado 15 genes implicados en la transducción de señal del etileno los cuales incluían un receptor de etileno ETR (Prupe.1G034300) y cinco genes AP2/ERF (Prupe.1G037700, Prupe.2G289500, Prupe.3G240000, Prupe.5G061800 y Prupe.7G194400), siendo todos ellos relacionados con la maduración del fruto (Wang et al., 2017).
Por otro lado, se ha demostrado que las modificaciones epigenéticas que implican cambios en la metilación del ADN estan relacionadas con la maduración de la fruta. Estudios recientes han relacionado la evidencia epigenética con la maduración y producción de antocianinas en pera (Wang et al., 2013) y melocotón (Cheng et al., 2014). Además, también se han encontrado evidencias de que cambios en la metilación del ADN del promotor ACS1 correlacionan con etileno y CO2 en manzana (Gapper et al., 2013). Todos y cada una de estas evidencias sugieren que la regulación epigenómica de caracteres epigenéticos está sucediendo dentro de la familia Rosaceae, por lo que sería interesante enfocar estudios de epigenómica en especies del género Prunus como Prunus armeniaca y Prunus salicina.
2. Objetivos
El objetivo del presente proyecto es evaluar el comportamiento postcosecha de diferentes variedades de ciruelo y albaricoquero mediante la aplicación de tratamientos antagonistas de 1-MCP(represor del etileno) y Ethrel (precursor del etileno), así como también los genes diferencialmente expresados mediante RNAseq y Real time y el estado de metilación del ADN primario correspondiente a estos genes, lo que nos podría confirmar el silenciamiento génico de algunos de ellos. Además, a través de este proyecto se pretende avanzar en el desarrollo de marcadores moleculares ligados a la evolución de la maduración y comportamiento postcosecha del fruto en albaricoquero y ciruelo japonés para su utilización en los procesos de selección de los programas de mejora genética de estas especies.
Dentro de este objetivo general podemos describir cuatro objetivos específicos:
3. Resultados previstos
A través de este proyecto, se pretende tener un mayor conocimiento de los genes implicados en el proceso de maduración del fruto de albaricoquero y ciruelo especialmente desde el punto de vista de la tasa de ablandamiento, ya que en definitiva es el mayor condicionante de la vida útil del fruto. Además, este ensayo nos permite comparar la respuesta de diferentes variedades frente a tratamientos totalmente antagonistas, pudiendo identificar no sólo los genes diferencialmente expresados entre tratamientos, si no también los genes significativos que se diferencian entre variedades, lo que nos puede ayudar a localizar el origen genético que está propiciando una diferencia en cuanto a la vida poscosecha entre las distintas variedades al mismo tiempo que se espera cierta homología en el comportamiento de albaricoquero y ciruelo. Además, el enfoque epigenómico nos ayudará a identificar ADN metilado que podría estar relacionado con el resultado de la expresión génica mediante mecanismos como el silenciamiento génico. La identificación de genes relacionados con la biosíntesis del etileno y maduración del fruto expresados o metilados diferencialmente tendrá pues una aplicación directa en el desarrollo de marcadores moleculares para su utilización en selección asistida en los programas de mejora de albaricoquero y ciruelo japonés, facilitandola selección de nuevas variedades con frutos de mayor capacidad de conservación. Este incremento de la vida de los frutos en las nuevas variedades de ciruelo y albaricoquero tendrá unas repercusiones económicas importantes a través de la exportación a nuevos mercados potenciales.
Facultad de Agronomía (Universidad de Chile)
