Citrus Research & Technology
https://citrusrt.ccsm.br/article/doi/10.4322/crt.ICC084
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Article

Expression analysis of genes coding for pectolytic enzymes and a Mads-Box putatively involved in the maturation process of sweet orange cultivars  

Análise de expressão de codificação de genes para enzimas pectolíticas e Mads-Box envolvidas no processo de maturação de variedades de laranja doce 

Concetta Licciardello, Giuseppina Las Casas, Giovanna Fichera, Maria Patrizia Russo & Giuseppe Russo

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Abstract

Since Citrus sinensis (L.) Osbeck cultivars have originated from bud sports, they show variability in terms of firmness, that is fruit turgidity and peel integrity. Common and navel orange fruits are generally characterized by high firmness and prolonged shelf life, while blood oranges usually produce softer fruits. The reduction of fruit firmness during maturation is due to pectolytic enzymes and the phenomenon is under the control of regulatory genes. In the present paper the expression analysis of pectinesterase/pectin methylesterase (PECS/PME) and polygalacturonase (PG) and the gene sequencing and transcription analysis of CsMADSSEP3-like genes is showed. Gene expression was performed on the flesh of early and late, common and blood sweet orange cultivars from mature to senescent stage. Among PECS/PME, only PECS2 expression increased during the maturation, similarly to the softness trend. The same behavior was also observed for the PG gene. An increased expression of CsMADSSEP3-like from mature to senescent period, more relevant in early cultivars than in late ones, was also presented, suggesting a probable involvement of this gene in the citrus fruit maturation. Moreover, considerations on CsMADSSEP3-like putative alternative transcripts on various tissues were also demonstrated. A coordinated activity of more genes controlling the complex mechanism of maturation could be the reason for the difference between early and late cultivars.

Keywords

Citrus sinensis, cell-wall genes, real time PCR, firmness, maturity, fruit ripening.

Resumo

Uma vez que as variedades de Citrus sinensis (L.) Osbeck se originaram de gemas, elas mostram variabilidade em termos de firmeza, ou seja, turgência de frutos e integridade da casca. As frutas de laranja comum e de umbigo, geralmente são caracterizadas por alta firmeza e vida útil prolongada, enquanto as laranjas sanguínea normalmente produzem frutos menos firmes. A redução da firmeza dos frutos durante a maturação é devida a enzimas pectolíticas e o fenômeno está sob controle de genes reguladores. No presente trabalho, mostra-se a análise de expressão da pectinesterase/pectina metilesterase (PECS/PME) e poligalacturonase (PG) e a sequência de genes e a análise da transcrição dos genes semelhantes a CsMADSSEP3. A expressão do gene foi realizada na polpa dos frutos das variedades de laranjeira precoce, tardia, comum e sanguínea, desde o estádio maduro até o senescente. Entre PECS/PME, apenas a expressão de PECS2 aumentou durante a maturação, de forma semelhante à tendência de suavidade. O mesmo comportamento também foi observado para o gene PG. Foi também apresentada uma maior expressão de CsMADSSEP3 do período maduro para o senescente, mais relevante nas cultivares precoces do que nas tardias, sugerindo um provável envolvimento desse gene na maturação dos citros. Além disso, também foram demonstradas considerações sobre transcritos putativos alternativos CsMADSSEP3 em vários tecidos. Uma atividade coordenada de mais genes que controlam o mecanismo complexo de maturação pode ser o motivo da diferença entre as variedades precoce e tardia.

Palavras-chave

Citrus sinensis, genes de parede celular, PCR em tempo real, firmeza, maturação, amadurecimento dos frutos.
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