Myrciaria dubia “camu camu” fruit: Health-promoting phytochemicals and functional genomic characteristics

Abstract

Camu camu is a typical Amazon native fruit shrub that possesses a diploid genome, moderate genetic diversity, and population structure. The fruits accumulate several essential nutrients and synthesize L-ascorbic acid (vitamin C) in great quantities and an array of diverse secondary metabolites with corroborated in vitro and in vivo health-promoting activities. These beneficial effects include antioxidative and antiinflammatory activities, antiobesity, hypolipidemic, antihypertensive and antidiabetic effects, DNA damage and cancer protection effects, and other bioactivities. Many health-promoting phytochemicals are biosynthesized in several metabolic pathways of camu camu. Their reconstruction from the fruit transcriptome database was accomplished by our research group. These include basic metabolic pathways such as glycolysis and pentose phosphate pathway, vitamin C biosynthesis pathways, and pathways involved in secondary metabolites production. Due to their agronomic potential and fruits growing demand, recently, based on an ideotype, programs were initiated for their domestication and genetic improvement, but so far with very negligible achievements. Consequently, we propose new strategies to accelerate the processes of domestication and genetic improvement based on state of the art technologies for multiomic data analysis and innovative molecular tools.

El camu camu es un arbusto frutal nativo típico de la Amazonia que posee un genoma diploide, una diversidad genética moderada y una estructura poblacional. Los frutos acumulan varios nutrientes esenciales y sintetizan ácido L-ascórbico (vitamina C) en grandes cantidades, así como una serie de diversos metabolitos secundarios con actividades promotoras de la salud corroboradas in vitro e in vivo. Estos efectos beneficiosos incluyen actividades antioxidantes y antiinflamatorias, efectos antiobesidad, hipolipidémicos, antihipertensivos y antidiabéticos, efectos protectores del ADN y contra el cáncer, y otras bioactividades. Muchos fitoquímicos beneficiosos para la salud se biosintetizan en varias vías metabólicas del camu camu. Nuestro grupo de investigación ha reconstruido estas vías a partir de la base de datos del transcriptoma de la fruta. Entre ellas se incluyen vías metabólicas básicas como la glucólisis y la vía de las pentosas fosfato, vías de biosíntesis de la vitamina C y vías implicadas en la producción de metabolitos secundarios. Debido a su potencial agronómico y a la creciente demanda de frutos, recientemente, basándose en un ideotipo, se iniciaron programas para su domesticación y mejora genética, pero hasta ahora con logros muy insignificantes. En consecuencia, proponemos nuevas estrategias para acelerar los procesos de domesticación y mejora genética basadas en tecnologías de última generación para el análisis de datos multiómicos y herramientas moleculares innovadoras.