Expression of FaXTH1 and FaXTH2 genes in strawberry fruit. Cloning of promoter regions and effect of plant growth regulators.

NARDI, C; VILLARREAL NM; OPAZO C; MARTÍNEZ GA; MOYA-LEÓN MA; CIVELLO, PM

SCIENTIA HORTICULTURAE

ELSEVIER SCIENCE BV

Lugar: Amsterdam; Año: 2014 vol. 165 p. 111 - 122

0304-4238

Xyloglucan  endotransglycosylase/hydrolase  (XTH)  enzymes  are  involved  in  the  remodeling  of  plant  cell wall  hemicelluloses.  With  the  aim  to  study  the  involvement  of  XTHs  in  strawberry  fruit  ripening,  two cDNAs  (FaXTH1  and  FaXTH2)  coding  putative  XTH  proteins  were  cloned  and  the  expression  level  of  both genes  was  analyzed  on  different  plant  tissues  and  during  ripening  of  three  cultivars  that  differ  in  fruit firmness:  Camarosa  and  Selva  (both  firm  cultivars)  and  Toyonoka  (soft  cultivar).  Bioinformatics  and  phylogenetic  analysis  suggest  that  FaXTH1  would  have  xyloglucan  endo-transglycosylase  (XET)  as  exclusive activity,  while  FaXTH2  could  be  either  a  strict  XET  enzyme  or  have  both  XET/XEH  (xyloglucan  endohydrolase)  activities.  The  expression  profile  of  FaXTH1  was  similar  during  ripening  of  the  three  cultivars analyzed;  and  a  low  transcript  amount  was  detected  in  early  ripening  stages  (LG  and  W)  coinciding with  a  high  diminution  of  fruit  firmness.  Nevertheless, the  expression  level  of  FaXTH1  was  significantly higher  during  ripening  in  all  stages  in  Camarosa  and  in  LG, W  and  100%  R  in  Selva,  in  comparison  to the  softer  cultivar (Toyonoka).  On  the  other  hand,  not  significant  differences  on FaXTH2  expression  levels  were  detected  during  strawberry  fruit ripening  and  between  cultivars.  These results  suggest  that FaXTH1  and  FaXTH2  might  play  different  roles  on  hemicellulose metabolism  and  fruit  softening  in  strawberry.  In  addition,  promoter  regions  of  both  genes  were  cloned  and  the  effect  of  plant  growth  regulators on  FaXTH1  and  FaXTH2  gene  expression  was  evaluated.  FaXTH1  and  FaXTH2  gene  expression  was  significantly  up-regulated  when  fruit  were  treated  with  gibberellic  acid  and  abscisic  acid,  and  when  the endogenous  source  of  auxins  was  removed.  On  the  other  hand,  the  expression  of  both  genes  decreased significantly  in  fruit  treated  with  ethylene  while  the  opposite  situation  was  observed  in  fruit  treated  with 1-methylcyclopropene  (1-MCP),  an inhibitor  of  ethylene  perception.