26 research outputs found
Modulating climacteric intensity in melon through QTL stacking
Fruit ripening is one of the main processes affecting fruit quality and shelf life. In melon there are both climacteric and non-climacteric genotypes, making it a suitable species to study fruit ripening. In the current study, in order to fine tune ripening, we have pyramided three climacteric QTLs in the non-climacteric genotype “Piel de Sapo”: ETHQB3.5, ETHQV6.3 and ETHQV8.1. The results showed that
the three QTLs interact epistatically, affecting ethylene production and ripening-related traits such as aroma profile. Each individual QTL has a specific role in the ethylene production profile. ETHQB3.5 accelerates the ethylene peak, ETHQV6.3 advances the ethylene production and ETHQV8.1 enhances the effect of the other two QTLs. Regarding aroma, the three QTLs independently activated the
production of esters changing the aroma profile of the fruits, with no significant effects in fruit firmness, soluble solid content and fruit size. Understanding the interaction and the effect of different ripening QTLs offers a powerful knowledge for candidate gene identification as well as for melon breeding programs, where fruit ripening is one of the main objectives.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Fruit Morphology and Ripening-Related QTLs in a Newly Developed Introgression Line Collection of the Elite Varieties ‘Védrantais’ and ‘Piel de Sapo’
Melon is an economically important crop with widely diverse fruit morphology and ripening characteristics. Its diploid sequenced genome and multiple genomic tools make this species suitable to study the genetic architecture of fruit traits. With the development of this introgression line population of the elite varieties ‘Piel de Sapo’ and ‘Védrantais’, we present a powerful tool to study fruit morphology and ripening traits that can also facilitate characterization or pyramidation of QTLs in inodorous melon types. The population consists of 36 lines covering almost 98% of the melon genome, with an average of three introgressions per chromosome and segregating for multiple fruit traits: morphology, ripening and quality. High variability in fruit morphology was found within the population, with 24 QTLs affecting six different traits, confirming previously reported QTLs and two newly detected QTLs, FLQW5.1 and FWQW7.1. We detected 20 QTLs affecting fruit ripening traits, six of them reported for the first time, two affecting the timing of yellowing of the rind (EYELLQW1.1 and EYELLQW8.1) and four at the end of chromosome 8 affecting aroma, abscission and harvest date (EAROQW8.3, EALFQW8.3, ABSQW8.3 and HARQW8.3). We also confirmed the location of several QTLs, such as fruit-quality-related QTLs affecting rind and flesh appearance and flesh firmness.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Faculty of Social Communication. Supplement No.1
La primera publicación de una facultad que comienza, así sea de Comunicación Social, tiene todas las ventajas de lo que apenas se inicia. También todos sus defectos y problemas.Presenatción. - La reproducción del poder através de la comunicación. - 9 Comunicación alternativa y tipología. - 20 Apuntes para una historia de las matrices de la mass mediación. - 29 Estrategias discursivas e ideologías en el campo de la la Mass media. - 43 Onda corta, largo alcance-la voz de Alemania en el concierto internacional. - 48 Condicionamientos políticos y estructurales de la libertad de expresión. - 54 Nuevo orden mundial de la información y las comunicaciopnes. - 57 Significació y comunicación política.- 65 Informaci´pon y sociedad y poder. - 81The first publication of a faculty that is beginning, even if it is Social Communication, has all the advantages of what is just beginning. Also all your flaws and problems
A comprehensive genome variation map of melon identifies multiple domestication events and loci influencing agronomic traits
Melon is an economically important fruit crop that has been cultivated for thousands of years; however, the genetic basis and
history of its domestication still remain largely unknown. Here we report a comprehensive map of the genomic variation in
melon derived from the resequencing of 1,175 accessions, which represent the global diversity of the species. Our results suggest that three independent domestication events occurred in melon, two in India and one in Africa. We detected two independent sets of domestication sweeps, resulting in diverse characteristics of the two subspecies melo and agrestis during melon
breeding. Genome-wide association studies for 16 agronomic traits identified 208 loci significantly associated with fruit mass,
quality and morphological characters. This study sheds light on the domestication history of melon and provides a valuable
resource for genomics-assisted breeding of this important crop.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
A comprehensive genome variation map of melon identifies multiple domestication events and loci influencing agronomic traits
Melon is an economically important fruit crop that has been cultivated for thousands of years; however, the genetic basis and history of its domestication still remain largely unknown. Here we report a comprehensive map of the genomic variation in melon derived from the resequencing of 1,175 accessions, which represent the global diversity of the species. Our results suggest that three independent domestication events occurred in melon, two in India and one in Africa. We detected two independent sets of domestication sweeps, resulting in diverse characteristics of the two subspecies melo and agrestis during melon breeding. Genome-wide association studies for 16 agronomic traits identified 208 loci significantly associated with fruit mass, quality and morphological characters. This study sheds light on the domestication history of melon and provides a valuable resource for genomics-assisted breeding of this important crop.This work was supported by funding from the Agricultural Science and Technology Innovation Program (to Yongyang Xu, S.H., Z.Z. and H.W.), the China Agriculture Research System (CARS-25 to Yongyang Xu and H.W.), the Leading Talents of Guangdong Province Program (00201515 to S.H.), the Shenzhen Municipal (The Peacock Plan KQTD2016113010482651 to S.H.), the Dapeng district government, National Natural Science Foundation of China (31772304 to Z.Z.), the Science and Technology Program of Guangdong (2018B020202007 to S.H.), the National Natural Science Foundation of China (31530066 to S.H.), the National Key R&D Program of China (2016YFD0101007 to S.H.), USDA National Institute of Food and Agriculture Specialty Crop Research Initiative (2015-51181-24285 to Z.F.), the European Research Council (ERC-SEXYPARTH to A.B.), the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (AGL2015–64625-C2-1-R to J.G.-M.), Severo Ochoa Programme for Centres of Excellence in R&D 2016–2010 (SEV-2015–0533 to J.G.-M.), the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya to J.G.-M. and the German Science Foundation (SPP1991 Taxon-OMICS to H.S.)
Genetic dissection of aroma and other fruit quality traits in melon
El meló és una espècie apreciada pel seu fruit, que presenta una gran varietat fenotípica en colors, formes, sabors i tipus de maduració. La qualitat del fruit és un dels principals objectius de la millora genètica del meló. Actualment el focus dels programes de millora està en el gust i la vida útil del fruit. La vida útil depèn del tipus de maduració, que pot ser climatèrica o no climatèrica, mentre que el gust és modulat per la quantitat de sucres i àcids, i per l'aroma. L'aroma ve determinat pels compostos orgànics volàtils, que es formen a partir d'àcids grassos, aminoàcids i terpens. Segons la seva classificació química, els aldehids aporten notes fresques i de cogombre o herba, mentre que els èsters donen dolçor i aromes afruitats. Diversos enzims involucrats en la síntesi de volàtils ja han estat identificats. No obstant això, encara existeixen molts enzims desconeguts en aquestes rutes metabòliques, i la seva relació amb la maduració està només parcialment descrita. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral és desxifrar la genètica que hi ha darrere la producció de volàtils, i dilucidar l'efecte de diferents QTLs de maduració al perfil aromàtic del meló. Per això, s'ha analitzat l'aroma de diferents poblacions de mapeig generades a partir d'un creuament entre els cultivars 'Pell de Gripau' (no climatèric i inodor) y 'Védrantais' (climatèric i aromàtic), com una població de línies recombinants homozigotes (RILs) i dues col·leccions recíproques de línies d'introgressió (ILs). El perfil aromàtic dels fruits va ser analitzat mitjançant cromatografia de gasos i espectrometria de masses (GC-MS) per identificar QTLs associats a volàtils. A la població de RILs es van identificar 166 QTLs formant grups a regions específiques del genoma. El cromosoma 8 es va revelar com un important centre regulador de l'aroma i la maduració. Per altra banda, a les col·leccions d'ILs es van detectar més de 1000 QTLs. Diversos QTLs van ser mapejats a les mateixes regions en més d'una població, validant així el nostre anàlisi. Es van trobar regions als cromosomes 3, 6, 7 i 8 relacionant aroma i maduració. No obstant això, també es van detectar QTLs d'aroma independents de la maduració. Es van seleccionar dues regions d'interès als cromosomes 6 i 11 per dur a terme un mapeig fi. Al cromosoma 6, dues enoil-CoA isomerases 2 han sigut seleccionades com candidates per a la degradació de volàtils monoinsaturats derivats de lípids. Per altra banda, al cromosoma 11 es van revelar 3 sub-QTLs a la regió d'estudi, fet que emfatitza la complexa regulació de la formació de volàtils. Alguns del gens candidats estan relacionats amb el metabolisme primari, mentre que d'altres son factors de transcripció. A més, es va intentar fer la validació funcional d'una aldehid oxidasa del cromosoma 5, i els resultats preliminars van mostrar la seva associació amb la conversió de benzaldehid en àcid benzoic. D'altra banda, un projecte secundari va consistir en validar mitjançant l'ús de CRISPR/Cas9 la funció de CmOFP13 a meló, un gen reportat com modulador de la forma del fruit, i ja validat en arabidopsis. En aquest assaig es van aconseguir plantes de meló mutants diploides heterozigotes per l'edició a partir de plantes tetraploides, i es va observar un allargament del fruit a l'eix vertical. En resum, la present tesi incrementa la llista de regions genòmiques involucrades a la producció de volàtils, establint la base per a futurs treballs de mapeig genòmic per la millora de l'aroma en meló. A més, el gens identificats podran ser validats en treballs posteriors. El coneixement generat en aquesta tesi contribuirà a la millora de la qualitat del meló i podrà ser transferit als programes de millora.El melón es una especie apreciada por su fruto, que presenta una gran variedad fenotípica en colores, formas, sabores y tipos de maduración. La calidad del fruto es uno de los principales objetivos de la mejora genética del melón. Actualmente el foco está puesto en mejorar el sabor y la vida útil del fruto. La vida útil depende del tipo de maduración, que puede ser climatérica o no climatérica, mientras que el sabor es modulado por la cantidad de azúcares y ácidos, y por el aroma. El aroma viene dado por los compuestos orgánicos volátiles, que se forman a partir de ácidos grasos, aminoácidos y terpenos. Según su clasificación química, los aldehídos suelen aportar notas frescas y apepinadas o herbales, mientras que los ésteres dan dulzor y aromas frutales. Varias enzimas involucradas en la síntesis de compuestos volátiles han sido ya identificadas, sin embargo, todavía existen muchas enzimas desconocidas en estas rutas metabólicas, y su relación con la maduración solo está parcialmente descrita. El objetivo de esta tesis doctoral es diseccionar la genética detrás de la producción de volátiles, y dilucidar el efecto de diferentes QTLs de maduración en el perfil aromático del melón. Para ello, se ha analizado el aroma de distintas poblaciones de mapeo generadas mediante un cruce entre los cultivares 'Piel de Sapo' (no climatérico e inodoro) y 'Védrantais' (climatérico y aromático), entre ellas una población de líneas recombinantes homocigotas (RILs) y dos colecciones recíprocas de líneas de introgresión (ILs). El perfil aromático de los frutos fue analizado mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) en busca de QTLs asociados a volátiles. En la población de RILs se identificaron 166 QTLs formando grupos en regiones específicas del genoma. El cromosoma 8 se reveló como un importante centro regulador del aroma y la maduración. Por otra parte, en las colecciones de ILs se detectaron más de 1000 QTLs. Varios QTLs fueron mapeados en las mismas regiones en más de una población, validando así nuestro análisis. Se encontraron regiones en los cromosomas 3, 6, 7 y 8 relacionando aroma y maduración, sin embargo, también se detectaron QTLs de aroma independientes de la maduración. Se seleccionaron dos regiones de interés en los cromosomas 6 y 11 para realizar un mapeo fino. En el cromosoma 6 dos enoil-CoA isomerasas 2 han sido seleccionadas como candidatas para la degradación de volátiles monoinsaturados derivados de lípidos. Por otra parte, en el cromosoma 11 se revelaron 3 sub-QTLs en la región de estudio, lo que enfatiza la compleja regulación de la formación de volátiles. Algunos genes candidatos propuestos están relacionados con el metabolismo primario, mientras que otros son factores de transcripción. Además de ello, se intentó la validación funcional de una aldehído oxidasa del cromosoma 5, y los resultados preliminares mostraron una asociación con la conversión de benzaldehído en ácido benzoico. Por otra parte, un proyecto secundario consistió en validar mediante el uso de CRISPR/Cas9 la función de CmOFP13 en melón, un gen reportado como modulador de la forma del fruto y ya validado en arabidopsis. En este ensayo se consiguieron plantas de melón mutantes diploides heterocigotas para la edición a partir de plantas tetraploides, y se observó un alargamiento del fruto en el eje vertical. En resumen, la presente tesis incrementa la lista de regiones genómicas involucradas en la producción de volátiles, estableciendo la base para futuros trabajos de mapeo génico para la mejora del aroma en melón. Además, los genes identificados podrán ser validados en trabajos posteriores. El conocimiento generado en esta tesis contribuirá a la mejora de la calidad del melón y podrá ser transferido a programas de mejora.Melon is a valuable species mainly appreciated by its fruit. Melon fruit has a great phenotypic diversity, presenting different colors, shapes, flavor and ripening behavior. Fruit quality is a main concern for melon breeding. The focus is currently on improving flavor and shelf life. Shelf life generally depends on the fruit ripening behavior, which can be climacteric or non-climacteric, whereas flavor is influenced by sugar and acids accumulation, and aroma. Aroma is formed by volatile organic compounds (VOCs), which can be synthesized from fatty acids, aminoacids and terpenes. Within VOCs, aldehydes usually give green notes, while esters are generally fruity and sweet. Although some enzymes involved in VOCs biosynthesis have been already reported, there are still many unknown enzymes working on VOCs metabolic pathways, and their relationship with ripening is only partially known. The objective of this doctoral thesis is to dissect the genetics behind VOCs production, and the effect of different ripening QTLs in the volatile profile. For that reason, mapping populations generated from a cross between the non-climacteric non-aromatic 'Piel de Sapo' cultivar and the climacteric aromatic 'Védrantais' cultivar were analyzed in search for QTLs associated to aroma. A Recombinant Inbred Lines (RILs) population and two reciprocal Introgression Line (IL) collections were analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). In the RILs population, 166 QTLs were identified, and several of them formed clusters in specific genomic regions. Chromosome 8 was highlighted as a main player in both ripening and aroma regulation. On the other hand, more than 1,000 QTLs were detected in the two IL collections. Several QTLs were found in the same regions in more than one population, validating our analysis. Regions on chromosomes 3, 6, 7 and 8 were found to link ripening and aroma. However, ripening-independent aroma QTLs were also identified. Two interesting regions on chromosomes 6 and 11 were selected for fine mapping. On chromosome 6, two enoyl-CoA isomerases 2 are candidates for the degradation of 3Z-monounsaturated lipid-derived VOCs. On chromosome 11, a complex regulation of ester formation was revealed, finding 3 sub-QTLs in the region of study, with some candidate genes related to the primary metabolism. In addition, a functional validation of an aldehyde oxidase on chromosome 5 was attempted. The preliminary results showed that this enzyme is putatively involved in benzaldehyde conversion into benzoic acid. A secondary project involved the use of CRISPR-Cas9 to validate the effect of CmOFP13 in melon. This gene was reported to modulate fruit shape and had been successfully validated in Arabidopsis. In this study, diploid edited heterozygous melon plants were obtained, producing the expected phenotype: more elongated fruits. Overall, the present thesis has shed light on the many genomic regions responsible for VOCs production, establishing the basis for future fine mapping works. Several candidate genes have also been proposed, opening the door for further validation assays. The knowledge contained in this thesis will contribute to improve melon fruit quality and will be transferred to breeding programs.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegeta
Genetic dissection of aroma and other fruit quality traits in melon
El meló és una espècie apreciada pel seu fruit, que presenta una gran varietat fenotípica en colors, formes, sabors i tipus de maduració. La qualitat del fruit és un dels principals objectius de la millora genètica del meló. Actualment el focus dels programes de millora està en el gust i la vida útil del fruit. La vida útil depèn del tipus de maduració, que pot ser climatèrica o no climatèrica, mentre que el gust és modulat per la quantitat de sucres i àcids, i per l'aroma. L'aroma ve determinat pels compostos orgànics volàtils, que es formen a partir d'àcids grassos, aminoàcids i terpens. Segons la seva classificació química, els aldehids aporten notes fresques i de cogombre o herba, mentre que els èsters donen dolçor i aromes afruitats. Diversos enzims involucrats en la síntesi de volàtils ja han estat identificats. No obstant això, encara existeixen molts enzims desconeguts en aquestes rutes metabòliques, i la seva relació amb la maduració està només parcialment descrita. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral és desxifrar la genètica que hi ha darrere la producció de volàtils, i dilucidar l'efecte de diferents QTLs de maduració al perfil aromàtic del meló. Per això, s'ha analitzat l'aroma de diferents poblacions de mapeig generades a partir d'un creuament entre els cultivars 'Pell de Gripau' (no climatèric i inodor) y 'Védrantais' (climatèric i aromàtic), com una població de línies recombinants homozigotes (RILs) i dues col·leccions recíproques de línies d'introgressió (ILs). El perfil aromàtic dels fruits va ser analitzat mitjançant cromatografia de gasos i espectrometria de masses (GC-MS) per identificar QTLs associats a volàtils. A la població de RILs es van identificar 166 QTLs formant grups a regions específiques del genoma. El cromosoma 8 es va revelar com un important centre regulador de l'aroma i la maduració. Per altra banda, a les col·leccions d'ILs es van detectar més de 1000 QTLs. Diversos QTLs van ser mapejats a les mateixes regions en més d'una població, validant així el nostre anàlisi. Es van trobar regions als cromosomes 3, 6, 7 i 8 relacionant aroma i maduració. No obstant això, també es van detectar QTLs d'aroma independents de la maduració. Es van seleccionar dues regions d'interès als cromosomes 6 i 11 per dur a terme un mapeig fi. Al cromosoma 6, dues enoil-CoA isomerases 2 han sigut seleccionades com candidates per a la degradació de volàtils monoinsaturats derivats de lípids. Per altra banda, al cromosoma 11 es van revelar 3 sub-QTLs a la regió d'estudi, fet que emfatitza la complexa regulació de la formació de volàtils. Alguns del gens candidats estan relacionats amb el metabolisme primari, mentre que d'altres son factors de transcripció. A més, es va intentar fer la validació funcional d'una aldehid oxidasa del cromosoma 5, i els resultats preliminars van mostrar la seva associació amb la conversió de benzaldehid en àcid benzoic. D'altra banda, un projecte secundari va consistir en validar mitjançant l'ús de CRISPR/Cas9 la funció de CmOFP13 a meló, un gen reportat com modulador de la forma del fruit, i ja validat en arabidopsis. En aquest assaig es van aconseguir plantes de meló mutants diploides heterozigotes per l'edició a partir de plantes tetraploides, i es va observar un allargament del fruit a l'eix vertical. En resum, la present tesi incrementa la llista de regions genòmiques involucrades a la producció de volàtils, establint la base per a futurs treballs de mapeig genòmic per la millora de l'aroma en meló. A més, el gens identificats podran ser validats en treballs posteriors. El coneixement generat en aquesta tesi contribuirà a la millora de la qualitat del meló i podrà ser transferit als programes de millora.El melón es una especie apreciada por su fruto, que presenta una gran variedad fenotípica en colores, formas, sabores y tipos de maduración. La calidad del fruto es uno de los principales objetivos de la mejora genética del melón. Actualmente el foco está puesto en mejorar el sabor y la vida útil del fruto. La vida útil depende del tipo de maduración, que puede ser climatérica o no climatérica, mientras que el sabor es modulado por la cantidad de azúcares y ácidos, y por el aroma. El aroma viene dado por los compuestos orgánicos volátiles, que se forman a partir de ácidos grasos, aminoácidos y terpenos. Según su clasificación química, los aldehídos suelen aportar notas frescas y apepinadas o herbales, mientras que los ésteres dan dulzor y aromas frutales. Varias enzimas involucradas en la síntesis de compuestos volátiles han sido ya identificadas, sin embargo, todavía existen muchas enzimas desconocidas en estas rutas metabólicas, y su relación con la maduración solo está parcialmente descrita. El objetivo de esta tesis doctoral es diseccionar la genética detrás de la producción de volátiles, y dilucidar el efecto de diferentes QTLs de maduración en el perfil aromático del melón. Para ello, se ha analizado el aroma de distintas poblaciones de mapeo generadas mediante un cruce entre los cultivares 'Piel de Sapo' (no climatérico e inodoro) y 'Védrantais' (climatérico y aromático), entre ellas una población de líneas recombinantes homocigotas (RILs) y dos colecciones recíprocas de líneas de introgresión (ILs). El perfil aromático de los frutos fue analizado mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) en busca de QTLs asociados a volátiles. En la población de RILs se identificaron 166 QTLs formando grupos en regiones específicas del genoma. El cromosoma 8 se reveló como un importante centro regulador del aroma y la maduración. Por otra parte, en las colecciones de ILs se detectaron más de 1000 QTLs. Varios QTLs fueron mapeados en las mismas regiones en más de una población, validando así nuestro análisis. Se encontraron regiones en los cromosomas 3, 6, 7 y 8 relacionando aroma y maduración, sin embargo, también se detectaron QTLs de aroma independientes de la maduración. Se seleccionaron dos regiones de interés en los cromosomas 6 y 11 para realizar un mapeo fino. En el cromosoma 6 dos enoil-CoA isomerasas 2 han sido seleccionadas como candidatas para la degradación de volátiles monoinsaturados derivados de lípidos. Por otra parte, en el cromosoma 11 se revelaron 3 sub-QTLs en la región de estudio, lo que enfatiza la compleja regulación de la formación de volátiles. Algunos genes candidatos propuestos están relacionados con el metabolismo primario, mientras que otros son factores de transcripción. Además de ello, se intentó la validación funcional de una aldehído oxidasa del cromosoma 5, y los resultados preliminares mostraron una asociación con la conversión de benzaldehído en ácido benzoico. Por otra parte, un proyecto secundario consistió en validar mediante el uso de CRISPR/Cas9 la función de CmOFP13 en melón, un gen reportado como modulador de la forma del fruto y ya validado en arabidopsis. En este ensayo se consiguieron plantas de melón mutantes diploides heterocigotas para la edición a partir de plantas tetraploides, y se observó un alargamiento del fruto en el eje vertical. En resumen, la presente tesis incrementa la lista de regiones genómicas involucradas en la producción de volátiles, estableciendo la base para futuros trabajos de mapeo génico para la mejora del aroma en melón. Además, los genes identificados podrán ser validados en trabajos posteriores. El conocimiento generado en esta tesis contribuirá a la mejora de la calidad del melón y podrá ser transferido a programas de mejora.Melon is a valuable species mainly appreciated by its fruit. Melon fruit has a great phenotypic diversity, presenting different colors, shapes, flavor and ripening behavior. Fruit quality is a main concern for melon breeding. The focus is currently on improving flavor and shelf life. Shelf life generally depends on the fruit ripening behavior, which can be climacteric or non-climacteric, whereas flavor is influenced by sugar and acids accumulation, and aroma. Aroma is formed by volatile organic compounds (VOCs), which can be synthesized from fatty acids, aminoacids and terpenes. Within VOCs, aldehydes usually give green notes, while esters are generally fruity and sweet. Although some enzymes involved in VOCs biosynthesis have been already reported, there are still many unknown enzymes working on VOCs metabolic pathways, and their relationship with ripening is only partially known. The objective of this doctoral thesis is to dissect the genetics behind VOCs production, and the effect of different ripening QTLs in the volatile profile. For that reason, mapping populations generated from a cross between the non-climacteric non-aromatic 'Piel de Sapo' cultivar and the climacteric aromatic 'Védrantais' cultivar were analyzed in search for QTLs associated to aroma. A Recombinant Inbred Lines (RILs) population and two reciprocal Introgression Line (IL) collections were analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). In the RILs population, 166 QTLs were identified, and several of them formed clusters in specific genomic regions. Chromosome 8 was highlighted as a main player in both ripening and aroma regulation. On the other hand, more than 1,000 QTLs were detected in the two IL collections. Several QTLs were found in the same regions in more than one population, validating our analysis. Regions on chromosomes 3, 6, 7 and 8 were found to link ripening and aroma. However, ripening-independent aroma QTLs were also identified. Two interesting regions on chromosomes 6 and 11 were selected for fine mapping. On chromosome 6, two enoyl-CoA isomerases 2 are candidates for the degradation of 3Z-monounsaturated lipid-derived VOCs. On chromosome 11, a complex regulation of ester formation was revealed, finding 3 sub-QTLs in the region of study, with some candidate genes related to the primary metabolism. In addition, a functional validation of an aldehyde oxidase on chromosome 5 was attempted. The preliminary results showed that this enzyme is putatively involved in benzaldehyde conversion into benzoic acid. A secondary project involved the use of CRISPR-Cas9 to validate the effect of CmOFP13 in melon. This gene was reported to modulate fruit shape and had been successfully validated in Arabidopsis. In this study, diploid edited heterozygous melon plants were obtained, producing the expected phenotype: more elongated fruits. Overall, the present thesis has shed light on the many genomic regions responsible for VOCs production, establishing the basis for future fine mapping works. Several candidate genes have also been proposed, opening the door for further validation assays. The knowledge contained in this thesis will contribute to improve melon fruit quality and will be transferred to breeding programs
A matter of smell: The complex regulation of aroma production in melon
Melon fruit flavor is one of the most valuable traits for consumers. Aroma, formed by volatile organic compounds (VOCs), is a major component of flavor but has been neglected in breeding programs because of its complex regulation. Although the genetic regulation of VOCs biosynthesis is not fully understood, several advances have been recently achieved. VOCs originate from the degradation of fatty acids, aminoacids and terpenes, and the role of newly described enzymes, transcription factors and putative regulators is here discussed. Furthermore, ethylene plays a key role in fruit aroma production in melon, triggering the conversion of green-flavored aldehydes into fruity-flavored esters. A current challenge is to understand the ethylene-independent regulation of VOCs formation. Environmental conditions and human processing can also shape the melon volatile profile, and future research should focus on studying the effect of climate change in aroma formation.This work was supported by grants PID2021-125998OB-C21 funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033 and by “ERDF/EU”; and CEX2019–000902-S funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033; and TED2021-13955B-100 funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033 and by the “European Union NextGeneration EU/PRTR”; the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya and the 2021 SGR 00075 grant from the Generalitat de Catalunya to JG-M and MP. CM was supported by grant 2021FI_B2_00180 from the Secretaria d'Universitats i Recerca del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya and by “ESF investing in your future”.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Introgression Lines Combining Climacteric and Non-Climacteric Melon Genomes in the Discovery of Volatile-Related Genes
Trabajo presentado en Cucurbitaceae 2022, congreso celebrado en Naples, Florida (Estados Unidos) del 30 de octubre al 2 de noviembre de 2022.Introgression Lines are powerful tools to discover new genes involved in fruit quality traits. One of the most important fruit traits in melon is aroma. The fruity aroma of climacteric melons is linked to the production of esters, whereas the fresh, cucumber‐like notes of non‐climacteric varieties is related to aldehydes. The biosynthetic pathways involved in volatile formation are still not fully understood. However, understanding their genetic control is of great importance in order to improve melon fruit quality. Two reciprocal introgression line collections obtained by crossing the climacteric variety ‘Védrantais’ with the non‐climacteric variety ‘Piel de Sapo’ were used to validate volatile QTLs previously identified in a Recombinant Inbred Line population sharing the same parental lines. Fruit flesh and rind samples of the introgression lines were analyzed by Solid phase Micro‐Extraction in a Gas Chromatograph coupled to a Mass Spectrometer and compared to each recurrent parental profile. In the ‘Piel de Sapo’ background, ‘Védrantais’ introgressions on chromosomes 1, 5, 6 and 8 increased the ester content. Some of these regions include ripening‐associated genes such as CmNAC‐NOR on chromosome 6 and QTL ETHQV8.1 on chromosome 8, supporting the fact that ethylene production can activate ester synthesis. In ‘Védrantais’ background, ‘Piel de Sapo’ introgressions on chromosomes 1, 3, 5 and 8 decreased the ester content while increasing the proportion of aldehydes. On the other hand, introgressions on chromosomes 2, 10 or 11 increased the ester production, suggesting the existence of active alleles in non‐climacteric melons to produce esters. In addition, on chromosome 6, a ‘Piel de Sapo’ introgression drastically reduced the production of lipid‐derived alcohols and esters. Two introgression lines in the climacteric background containing ‘Piel de Sapo’ fragments on chromosomes 11 and 6 were selected for a fine‐mapping of the region. F2 recombinant populations were generated to dissect the QTLs on chromosome 11 and chromosome 6. On chromosome 6, two delta3‐delta2 enoyl‐Coa isomerases were selected as candidate genes for the degradation of the precursors of 3‐hexen‐1‐ol (Z) and other related volatiles. These findings highlight the power of introgression lines in the identification of volatile‐related genes and provide the basis for their application into melon breeding programs
Genetic regulation of volatile production in two melon introgression line collections with contrasting ripening behavior
The importance of melon aroma in determining fruit quality has been highlighted in recent years. The fruit volatile profile is influenced by the type of fruit ripening. Non-climacteric fruits contain predominantly aldehydes, while climacteric fruits mainly produce esters. Several genes have been described to participate in volatile organic compounds (VOCs) biosynthesis pathways, but knowledge in this area is still incomplete. In this work we analysed the volatile profile of two reciprocal Introgression Line (IL) collections generated from a cross between ‘Piel de Sapo’ (PS) and ‘Védrantais’ (VED) melons, differing in their aroma profile and ripening behaviour. SPME GC–MS was performed to identify genes responsible for VOCs formation. More than 1000 QTLs for many volatiles were detected taken together
both populations. Introgressions on chromosomes 3, 5, 6, 7 and 8 modified ester-aldehyde balance and were correlated to ripening changes in both genetic backgrounds. Some previously identified QTLs for fruit ripening might be involved in these phenotypes, such as ETHQV8.1 on chromosome 8 and ETHQV6.3 on chromosome 6. PS alleles on chromosomes 2, 6, 10 and 11 were found to increase
ester content when introgressed in VED melons. Terpenes showed to be affected by several genomic regions not related to ripening. In addition, several candidate genes have been hypothesized to be responsible for some of the QTLs detected. The analysis of volatile compounds in two reciprocal IL collections has increased our understanding of the relationship between ripening and aroma and offers
valuable plant material to improve food quality in melon breeding programs.This work was supported by grants RTI2018-097665-B-C2, PID2021-125998OB-C21, and CEX2019-000902-S funded by Ministerio de Ciencia e Innovación MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by “ERDF A way of making Europe” to MP and JGM. The authors also acknowledge the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya and the 2021-SGR-00756 grant from the Generalitat de Catalunya. The authors also wish to thank the support of the Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya for having funded the 2019 FI_B 00124 project, and the co-funding of the European Social Fund (ESF—‘ESF is investing in your future’) from the European Union. Special thanks to Fuensanta García for technical assistance in field and lab operations, as well as to intern students Tamara Pazos Martínez, Júlia Farrero Masferrer, Carlos Muñoz Borrego, Albert Alegret, and Albert Roldán.FEDER/ / /EU/ /info:eu-repo/semantics/publishedVersio