Ingeniería metabólica de la biosíntesis de monoterpenos en lavandula talifolia

Resumen

El espliego (Lavandula latifolia Medicus) es un arbusto aromático con un gran valor económico debido a su contenido en aceites esenciales, utilizados en las industrias farmacéutica, cosmética, de perfumes y agroalimentaria. El objetivo de esta tesis fue mejorar la producción del aceite esencial del espliego utilizando métodos de mejora convencionales y biotecnológicos (ingeniería metabólica de la biosíntesis de monoterpenos, principales constituyentes del aceite esencial del espliego). En primer lugar, se estudió la variación del aceite esencial entre y dentro de 7 poblaciones de espliego de la Comunidad Valenciana. La producción de aceite, siempre mayor en flores que en hojas, varió dentro y entre poblaciones, aunque el análisis jerárquico de la varianza demostró que la proporción de variación atribuible a los individuos fue significativamente superior a la debida a diferencias entre las poblaciones. Los análisis de ordenación de los constituyentes de los aceites permitió distinguir tres grupos caracterizados por un contenido elevado, intermedio o bajo en linalol, que se correlacionaron, respectivamente, con los pisos supra-, meso- y termo-mediterráneo donde se localizan las poblaciones. La mejora biotecnológica se abordó mediante la sobreexpresión de genes que codifican tanto enzimas clave de las rutas plastidial (Ruta del metileritritol fosfato, MEP) y citosólica (ruta del mevalonato, MVA), como de las fases finales de la biosíntesis de monoterpenos (monoterpeno sintasas). La sobreexpresión del gen DXS, que codifica la primera enzima (1-deoxi-D-xilulosa fosfato sintasa) de la ruta MEP condujo a incrementos significativos en la producción de aceite esencial (incrementos del 101.49 al 359.04% y del 17.17 al 74.11% en hojas y flores, respectivamente). La sobreexpresión del gen HMG1, que codifica la enzima HMGR (3-hidroxi-3-metilglutaril CoA reductasa), reguladora de la ruta MVA, también incremento la producción del aceite esen