Determinación de las diferencias de los componentes de la pared celular en plantas de frutillas bajo estrés por sequía a través de la simbiosis con hongos endófitos antárticos

La frutilla es una de las frutas más consumidas, pero este cultivo es altamente susceptible a la sequía, condición fuertemente asociada al cambio climático, causando pérdidas económicas por la menor calidad del producto. En este contexto, los hongos asociados a las raíces de las plantas emergen como una estrategia nueva y novedosa para mejorar el rendimiento de los cultivos bajo estrés por deficiencia de agua. Para soportar estas condiciones, la planta lleva a cabo modificaciones en su morfología y metabolismo, como modificaciones en la pared celular. Por lo tanto, realizamos un estudio comparativo de los cambios en las propiedades fisiológicas de los contenidos de polisacáridos asociados a la pared celular de los tejidos aéreos y radiculares de plantas de frutilla mediante análisis termogravimétrico (TGA) combinado con un enfoque transcripcional. El resultado mostró que la estabilidad térmica fue menor en los tejidos aéreos con respecto a las muestras de raíces. Los polímeros de carbohidratos presentes en la pared celular se han despolimerizado mostrando principalmente fragmentos de celulosa y hemicelulosa. Finalmente, el perfil transcripcional de genes codificantes para proteínas Expansinas 2 y 5 (FaEXPA2 y FaEXPA5), mostró un incremento en plantas de frutilla inoculadas, respecto a las plantas control, lo cual es acorde a lo descrito con los análisis de TGA.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Análisis de expresión e identificación de la familia de genes de piruvato descarboxilasa (FaPDC) en Fragaria x ananassa

El aroma en frutilla comercial (Fragaria x ananassa) es una característica compleja que contribuye significativamente a la calidad de la fruta, en este sentido, los principales responsables de la calidad aromática en un fruto son los compuestos orgánicos volátiles (VOCs), los que corresponden principalmente a compuestos tipo: alcoholes, aldehídos y ésteres. Durante el desarrollo del fruto, especialmente en la maduración, hay muchos cambios en la acumulación de estos metabolitos incrementando su síntesis, transporte o degradación a medida que el fruto se desarrolla. Se ha descrito que la enzima piruvato descarboxilasa (PDC) tiene participación en la generación del aroma del fruto maduro a través de su participación en la fermentación etanolica en frutilla. Por tal razón, la metodología de análisis de este trabajo, consistió en buscar todos los miembros codificantes para la enzima PDC en el genoma de F. ananassa, se analizaron los cambios de expresión relativa de genes codificantes para esta enzima en distintos estadios de maduración de frutos de frutilla, se determinaron las diferencias transcripcionales de estos transcritos y se obtuvo el modelamiento 3D de las distintas isoformas de PDC obtenidas. Finalmente, se evaluaron los VOCs mediante análisis SPME-GC-MS. Los resultados mostraron que existen al menos 9 genes codificantes para enzimas PDC en el genoma de frutilla, su estructura 3D resultó ser acorde a los dóminos descritos para esta familia, encontrando diferencias mínimas entre ellas (<2 Å de RMSD),  se determinó que el perfil transcripcional de FaPDC4, FaPDC8 y FaPDC9 tendrían un incremento en la expresión a medida que el fruto maduro, mientras que los genes FaPDC1, FaPDC2, FaPDC3 y FaPDC7 mostraron una expresión constante a medida que el fruto madura. Por su parte, FaPDC6 sólo mostró expresión en estadio 50%maduro y FaPDC5 no mostró expresión en frutos. Adicionalmente, se analizó los elementos en cis de la región promotora de los genes, encontrando que FaPDC4, FaPDC8 y FaPDC9 tendrían elementos de respuesta a acido abscísico (ABA), al realizar un análisis de expresión relativa sobre frutos tratados con ABA exógeno, mostraron incremento de expresión, indicando una posible regulación de parte de esta fitohormona sobre dichos genes. Finalmente, el análisis de los VOCs, mostró que los compuestos tipo esteres son los más importantes.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Manosidasa y su participación indirecta en el desensamblaje de la pared celular de frutos de frutilla (Fragaria x ananassa)

La textura es uno de los parámetros organolépticos de la calidad de los frutos; la pérdida de esta cualidad conduce a un fruto poco atractivo para su consumo. Las enzimas que escinden los polisacáridos de la pared celular han sido foco de estudio para comprender cómo inciden el desensamblaje de esta compleja matriz y como esto se relaciona con el ablandamiento de los frutos. En Fragaria x ananassa, esta cualidad organoléptica es relevante, dado su breve periodo de vida útil donde este tipo de cambios de textura abundan, lo que conlleva a la pérdida de la calidad. La α-D-manosidasa manohidrolasa (α-man) (GH38; EC 3.2.1.24), es una enzima exoglicosidasa que escinde residuos de manosa de las N-glicosilaciones en los extremos no reducidos unidos por enlaces α-1,2, α-1,4 y α-1,6. La cuantificación de los niveles de transcritos de esta enzima en frutos como ciruela y durazno, ha reportado un incremento en los niveles de transcritos a medida que el fruto madura. Por otra parte, experimentos de RNAi de α-MAN en tomate, han evidenciado una prolongación de la vida útil del fruto hasta por 30 días. En F. x ananassa, no se cuenta con la información acerca del efecto de la enzima α-man, no se sabe cuántas isoformas es posible encontrar ni sus niveles de transcrito ni la cuantificación de la actividad enzimática durante el proceso de maduración. Es por ello, que el objetivo de esta investigación es caracterizar la familia de α-man (GH38) presentes en F. x ananassa. Para ello se realizó la búsqueda de todas las isoformas de la familia de α-MAN presentes en la pared celular de frutos de F. x ananassa, determinando su clasificación filogenética. Asimismo, se evaluó el modelo in silico de α-man en su conformación como homodímero, utilizando la estructura cristalográfica de α-man de frijol. La información anterior se complementó con la evaluación de los niveles de transcritos y la cuantificación de la actividad enzimática a través de la maduración del fruto. Como resultado, diez isoformas fueron encontradas en la búsqueda dentro del genoma de F. x ananassa, las cuales varían en sus niveles de transcritos en los diferentes estadios de maduración. Similar comportamiento se observó en los niveles de actividad enzimática total, la que se vio modificada a medida que el fruto madura. Con relación a los análisis in silico, el análisis de secuencias y de dominios conservados permitió determinar los aminoácidos clave del sitio activo, actividad catalítica y de formación de dímeros. Las diez α-man se clasificaron en diferentes grupos filogenéticos, de los cuales se discuten sus diferencias. Por otra parte, el modelamiento por homología proporcionó una construcción de la estructura terciaria con un elevado nivel de confianza de acuerdo con los softwares utilizados como apoyo. Finalmente, se sugieren proyecciones y perspectivas que ayuden a promover la vida útil del fruto.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Involvement of the GH38 Family Exoglycosidase α-Mannosidase in Strawberry Fruit Ripening

Exoglycosidase enzymes hydrolyze the N-glycosylations of cell wall enzymes, releasing N-glycans that act as signal molecules and promote fruit ripening. Vesicular exoglycosidase α-mannosidase enzymes of the GH38 family (EC 3.2.1.24; α-man) hydrolyze N-glycans in non-reduced termini. Strawberry fruit (Fragaria × ananassa) is characterized by rapid softening as a result of cell wall modifications during the fruit ripening process. Enzymes acting on cell wall polysaccharides explain the changes in fruit firmness, but α-man has not yet been described in F. × ananassa, meaning that the indirect effects of N-glycan removal on its fruit ripening process are unknown. The present study identified 10 GH38 α-man sequences in the F. × ananassa genome with characteristic conserved domains and key residues. A phylogenetic tree built with the neighbor-joining method and three groups of α-man established, of which group I was classified into three subgroups and group III contained only Poaceae spp. sequences. The real-time qPCR results demonstrated that FaMAN genes decreased during fruit ripening, a trend mirrored by the total enzyme activity from the white to ripe stages. The analysis of the promoter regions of these FaMAN genes was enriched with ripening and phytohormone response elements, and contained cis-regulatory elements related to stress responses to low temperature, drought, defense, and salt stress. This study discusses the relevance of α-man in fruit ripening and how it can be a useful target to prolong fruit shelf life

Yerba Mate (<i>Ilex paraguariensis</i>) Reduces Colitis Severity by Promoting Anti-Inflammatory Macrophage Polarization

Yerba Mate (YM) (Ilex paraguariensis) is a natural herbal supplement with a well-described anti-inflammatory capacity and beneficial effects in different inflammatory contexts such as insulin resistance or obesity. However, whether YM could improve other inflammatory conditions such as colitis or the immune cell population that can be modulated by this plant remains elusive. Here, by using 61 male and female C57BL/6/J wild-type (WT) mice and the dextran sodium sulfate (DSS)-induced acute colitis model, we evaluated the effect of YM on colitis symptoms and macrophage polarization. Our results showed that the oral administration of YM reduces colitis symptoms and improves animal survival. Increasing infiltration of anti-inflammatory M2 macrophage was observed in the colon of the mice treated with YM. Accordingly, YM promoted M2 macrophage differentiation in vivo. However, the direct administration of YM to bone marrow-derived macrophages did not increase anti-inflammatory polarization, suggesting that YM, through an indirect mechanism, is able to skew the M1/M2 ratio. Moreover, YM consumption reduced the Eubacterium rectale/Clostridium coccoides and Enterobacteriaceae groups and increased the Lactobacillus/Lactococcus group in the gut microbiota. In summary, we show that YM promotes an immunosuppressive environment by enhancing anti-inflammatory M2 macrophage differentiation, reducing colitis symptoms, and suggesting that YM consumption may be a good cost-effective treatment for ulcerative colitis