Una inserción en el promotor de un gen de deshidrogenasa de malato regula el contenido de ácido málico en el fruto de manzana

Resumen El ácido málico es un determinante de sabor importante en el fruto de manzana (Malus × domestica Borkh.). Una variación conocida que controla el ácido málico es el polimorfismo de nucleótido simple A/G en un gen de transportador de malato activado por aluminio (MdMa1). Sin embargo, todavía hay diferencias en el contenido de ácido málico entre variedades de manzana con el mismo genotipo Ma1 (homocigoto Ma1/Ma1), como ‘Honeycrisp’ (alto contenido de ácido málico) y ‘Qinguan’ (bajo contenido de ácido málico), lo que indica que otros loci pueden influir en el ácido málico y la acidez de los frutos. Aquí, se utilizó la generación híbrida F1 (Filial 1) de ‘Honeycrisp’ × ‘Qinguan’ para analizar los loci de características cuantitativas para el contenido de ácido málico. Se identificó un locus principal (Ma7) en el cromosoma 13. Dentro de este locus, un gen de deshidrogenasa de malato, MDH1 (MdMa7), fue el mejor candidato para un estudio adicional. La localización subcelular sugirió que MdMa7 codifica una proteína citosólica. La sobreexpresión y la interferencia de ARN de MdMa7 en el fruto de manzana aumentaron y disminuyeron el contenido de ácido málico, respectivamente. Se encontró que una inserción/deleción (indel) en el promotor de MdMa7 afectaba la expresión de MdMa7 y el contenido de ácido málico tanto en los híbridos como en otras variedades cultivadas. Los genotipos de inserción y deleción se designaron como MA7 y ma7, respectivamente. Se encontró que el factor de transcripción MdbHLH74 estimulaba la expresión de MdMa7 en el genotipo MA7, pero no en el genotipo ma7. La transformación transitoria de frutos mostró que MdbHLH74 afectaba la expresión de MdMa7 y el contenido de ácido málico en ‘Gala’ (MA7/MA7) pero no en ‘Fuji’ (ma7/ma7). Nuestros resultados indicaron que la variación genética en el promotor de MdMa7 (MDH1) altera la capacidad de unión del factor de transcripción MdbHLH74, lo que altera la transcripción de MdMa7 (MDH1) y el contenido de ácido málico en el fruto de manzana, especialmente en accesiones homocigotas Ma1/Ma1.