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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-22012020-165551
Document
Auteur
Nom complet
Rodrigo Therezan de Freitas
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2019
Directeur
Jury
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira (Président)
Benedito, Vagner Augusto
Lima, Joni Esrom
Nogueira, Fabio Tebaldi Silveira
Titre en anglais
Introgression of natural genetic variations affecting trichome development and terpenes biosynthesis to obtain insect-resistant tomatoes
Mots-clés en anglais
Glandular trichomes
Insect resistance
Introgression line
Sesquiterpenes
Tomato
Resumé en anglais
To deal with insect pests the tomato wild relatives produce a variety of defensive compounds in their glandular trichomes type-VI. By contrast, although cultivated tomatoes (Solanum lycopersicum L.), also display type-VI trichomes, the gland in cultivated tomato is much smaller containing mainly monoterpenes and low levels of cytosolic-derived sesquiterpenes, which have no apparent effect against insect pests. In the present work, we carried out crosses between the wild species S. habrochaites and the tomato cultivar Micro-Tom (MT) in order to create introgression lines (ILs). We successfully transferred the plastid-derived sesquiterpene pathway from S. habrochaites to type-VI trichomes of the cultivated tomato (cv. Micro-Tom). The trichomes of the introgressed line named MT-Sesquiterpene synthase 2 (MT-Sst2) showed even higher concentration of α-santalene, β-bergamotene, and α-bergamotene compared to the wild species type-VI glandular trichomes. Surprisingly, the presence of high amounts of plastid-derived sesquiterpenes was not sufficient to confer resistance to specific tomato pests in MT-Sst2. The sesquiterpene profile of MT-Sst2 and LA1777 unveils sesquiterpene-derived compounds only found in the wild species, which point for additional steps necessary to obtain insect-resistant tomatoes. This work paves the way for both the understanding of the morphology and functionality of type-VI trichomes and for breeding insect resistant tomatoes.
Titre en portugais
Introgressão de variações genéticas naturais que afetam o desenvolvimento de tricomas e a biossíntese de terpenos para obtenção de tomates resistentes a insetos
Mots-clés en portugais
Linhagem de introgressão
Resistência à inseto
Sesquiterpeno
Tomate
Tricoma glandular
Resumé en portugais
Para lidar com insetos pragas, as espécies selvagens do tomateiro produzem uma variedade de compostos de defesas em seus tricomas glandulares do tipo-VI. Por outro lado, embora as espécies cultivadas (Solanum lycopersicum L.) também apresentem tricomas do tipo-VI, a glândula do tomate cultivado é muito menor, contendo principalmente monoterpenos e baixos níveis de sesquiterpenos derivados do citosol, que não têm efeito aparente contra os insetos pragas. No presente trabalho, realizamos cruzamentos entre a espécie selvagem S. habrochaites e a cultivar de tomate Micro-Tom (MT), afim de se criar linhas de introgressão (ILs). Transferimos com sucesso a via do sesquiterpeno derivado do plastídeo de S. habrochaites para tricomas do tipo-VI do tomate cultivado (cv. Micro-Tom). Os tricomas da linhagem introgredida denominada MT-Sesquiterpeno-sintase 2 (MT-Sst2) apresentaram concentrações ainda maiore de α-santaleno, β-bergamoteno e α-bergamoteno em comparação com os tricomas glandulares do tipo-VI da espécie selvagem. Surpreendentemente, a presença de grandes quantidades de sesquiterpenos derivados do plastídio ainda assim não foi suficiente para conferir resistência as pragas específicas de tomate no MT-Sst2. O perfil de sesquiterpeno de MT-Sst2 e LA1777 revela compostos derivados de sesquiterpeno encontrados apenas na espécie selvagen, o que aponta para a necessidade de etapas adicionais para obteção de tomate resistente a insetos. Este trabalho abre caminho para o entendimento da morfologia e funcionalidade dos tricomas do tipo-VI e para a criação de tomates resistentes a insetos.
 
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Date de Libération
2022-01-21
Date de Publication
2020-01-23
 
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