Papaya, Carica papaya – Identificación del sexo hemafrodita por métodos moleculares

Información 26-11-2017.

            La papaya (Carica papaya) es una planta de la familia Caricaceae, orginaria de América tropical y uno de los principales cultivos en regiones tropicales y subtropicales del Mundo. Esta familia incluye una especie monoica (monooecius), 32 especies dioicas (dioecius) y dos especies trioicas (trioecius). Las especies trioicas poseen tres tipos de sexo: hermafrodita, femenino y masculino. Papaya diverge de su más próxima relacionada monoica, Vasconcellae monoica. El sexo de papaya está controlado por un par de cromosomas sexuales.

            Existirían un locus genético con tres alelos: M (macho), Mh (hermafrodita) y “m” (hembra). Los alelos M y Mh serían dominantes sobre el “m”. Las hembras “mm” son homocigóticas recesivas. Los machos (Mm) y las hermafroditas (Mhm) serían heterocigóticos.

            Las características hermafroditas y masculinas determinadas por dos cromosomas Y ligeramente diferentes, Y e Yh (alelos M y Mh), respectivamente. El genotipo XX (mm) determina el sexo femenino, XY (mM) determina el sexo masculino y XYh (mMh) determina el sexo hermafrodita.

            Todas las combinaciones de Y y de Yh (YY, YYh, YhYh) son letales embrionarias, indicando que los cromosomas Y e Yh han degenerado, perdiendo algunos genes necesarios para el desarrollo embrionario, por lo que las únicas progenies vitales posibles son XX (mm) (femeninas), XY (mM) (masculinas) o XYh (mMh) (hemafroditas). Los cromosomas Y e Yh tienen un 98,9% de similitud de su secuencia, diferenciándose principalmente en las regiones intergénicas y repetidas. Existirían al menos dos genes que diferenciarían los cromosomas Y e Yh, uno de ellos que controlaría el pedúnculo largo en los árboles masculinos y otro gen que controlaría el aborto del carpelo (gen masculinizante) en las flores masculinas. El aborto del carpelo ocurre en una fase tardía debido al tipo de regulación genética (downstream) ya que existe un residuo del carpelo abortado en la estructura de la flor masculina e incluso en determinadas condiciones de crecimiento óptimo, algunas flores masculinas no abortan el carpelo y forman frutas. En las flores femeninas, existiría un gen supresor del estamen (gen feminizante). Esta regulación sería diferente (upstream) por la ausencia completa de estamen en las flores femeninas y tendría lugar antes del inicio del primordio del estamen.

            La región específica masculina Y (MSY: Male Specific Y), y la región específica hermafrodita de Yh (HSY: Hermaphrodite Specific Y) están altamente metiladas y heterocromatizadas comparado con la región correspondiente del cromosoma X.

            Los frutos femeninos poseen más semillas y menos pulpa que los hermafroditas, por lo que tienen menos interés. Las plantas hermafroditas producen los mejores frutos, de forma alargada con una cavidad interna pequeña, mayor relación pulpa-semilla y piel gruesa, lo que les permite resistir los daños mecánicos después de la cosecha,

            No existen evidencias morfológicas visuales que permitan diferenciar los sexos de las plantas hasta la floración, por lo que las plantas deben cultivarse hasta que ocurra la floración. Ello hace que se cultiven todas las plantas hasta la floración, para después eliminar todas las que no sean hermafroditas, con la consiguiente pérdida económica por el trabajo que requiere su cuidado. Después de evidenciar el sexo, sólo las plantas hermafroditas se mantienen.

            De ahí que uno de las necesidades sea identificar los plantones de los semilleros para conservar únicamente los identificarse.

            Se han desarrollado métodos de identificación molecular específicos de de los distintos basados en los hallazgos de las comparaciones (marcadores SCAR) obtenidos tras las comparaciones de sus secuencias genómicas con los métodos RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) y AFLPs (Amplified Fragment Length Polymorphism).

Pruebas recomendadas para el diagnóstico:

  • Identificación molecular del locus Mh (gen Yh), específico de las hermafroditas.

Pruebas realizadas en IVAMI:

  • Identificación molecular del locus Mh (gen Yh), específico de las hermafroditas.

Muestra recomendada:

  • Muestra pequeña de hoja (trocitos de 3-4 mm).

Conservación y envío de la muestra:

  • Refrigerada (preferido) durante menos de 2 días.
  • Congelada: más de 2 días.

Plazo de entrega:

  • Diagnóstico molecular (PCR): 48 a 72 horas.

Coste de la prueba:  

  • Detección molecular (PCR): Consult to ivami@ivami.com.