Transcriptomics analysis of Psidium cattleyanum Sabine (Myrtaceae) unveil potential genes involved in fruit pigmentation

Abstract

Psidium cattleyanum Sabine is an Atlantic Forest native species that presents some populations with red fruits and others with yellow fruits. This variation in fruit pigmentation in this species is an intriguing character that could be related to species evolution but still needs to be further explored. Our goal was to provide genomic information for these morphotypes to understand the molecular mechanisms of differences in fruit colour in this species. In this study, we performed a comparative transcriptome analysis of red and yellow morphotypes of P. cattleyanum, considering two stages of fruit ripening. The transcriptomic analysis performed encompassing leaves, unripe and ripe fruits, in triplicate for each morphotype. The transcriptome consensus from each morphotype showed 301,058 and 298,310 contigs from plants with yellow and red fruits, respectively. The differential expression revealed important genes that were involved in anthocyanins biosynthesis, such as the anthocyanidin synthase (ANS) and UDP-glucose:flavonoid-o-glucosyltransferase (UFGT) that were differentially regulated during fruit ripening. This study reveals stimulating data for the understanding of the pathways and mechanisms involved in the maturation and colouring of P. cattleyanum fruits and suggests that the ANS and UFGT genes are key factors involved in the synthase and pigmentation accumulation in red fruits.

Psidium cattleyanum Sabine es una especie autóctona de la Mata Atlántica que presenta algunas poblaciones con frutos rojos y otras con frutos amarillos. Esta variación en la pigmentación de los frutos en esta especie es un carácter intrigante que podría estar relacionado con la evolución de la especie, pero que aún necesita ser explorado más a fondo. Nuestro objetivo era proporcionar información genómica de estos morfotipos para comprender los mecanismos moleculares de las diferencias en el color de los frutos en esta especie. En este estudio, realizamos un análisis transcriptómico comparativo de morfotipos rojos y amarillos de P. cattleyanum, considerando dos etapas de maduración del fruto. El análisis transcriptómico realizado abarcó hojas, frutos inmaduros y maduros, por triplicado para cada morfotipo. El consenso del transcriptoma de cada morfotipo mostró 301.058 y 298.310 contigs de plantas con frutos amarillos y rojos, respectivamente. La expresión diferencial reveló importantes genes implicados en la biosíntesis de antocianinas, como la antocianidina sintasa (ANS) y la UDP-glucosa:flavonoide-o-glucosiltransferasa (UFGT), que estaban regulados de forma diferencial durante la maduración del fruto. Este estudio revela datos estimulantes para la comprensión de las vías y mecanismos implicados en la maduración y coloración de los frutos de P. cattleyanum y sugiere que los genes ANS y UFGT son factores clave implicados en la sintasa y la acumulación de pigmentación en frutos rojos.