Exploiting Tomato Genotypes to Understand Heat Stress Tolerance
Emma Fernández-Crespo,
Luisa Liu-Xu,
Carlos Albert-Sidro,
Loredana Scalschi,
Eugenio Llorens,
Ana Isabel González-Hernández,
Oscar Crespo,
Carmen Gonzalez-Bosch,
Gemma Camañes,
Pilar García-Agustín,
Begonya Vicedo
Affiliations
Emma Fernández-Crespo
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Luisa Liu-Xu
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Carlos Albert-Sidro
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Loredana Scalschi
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Eugenio Llorens
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Ana Isabel González-Hernández
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Oscar Crespo
Departament de Bioquímica, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Universitat de València, 46980 Valencia, Spain
Carmen Gonzalez-Bosch
Departament de Bioquímica, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC), Universitat de València, 46980 Valencia, Spain
Gemma Camañes
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Pilar García-Agustín
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Begonya Vicedo
Grupo de Bioquímica y Biotecnología, Área de Fisiología Vegetal, Departamento de Biología, Bioquímica y Ciencias Naturales, ESTCE, Universitat Jaume I, 12071 Castellón, Spain
Increased temperatures caused by climate change constitute a significant threat to agriculture and food security. The selection of improved crop varieties with greater tolerance to heat stress is crucial for the future of agriculture. To overcome this challenge, four traditional tomato varieties from the Mediterranean basin and two commercial genotypes were selected to characterize their responses at high temperatures. The screening of phenotypes under heat shock conditions allowed to classify the tomato genotypes as: heat-sensitive: TH-30, ADX2; intermediate: ISR-10 and Ailsa Craig; heat-tolerant: MM and MO-10. These results reveal the intra-genetical variation of heat stress responses, which can be exploited as promising sources of tolerance to climate change conditions. Two different thermotolerance strategies were observed. The MO-10 plants tolerance was based on the control of the leaf cooling mechanism and the rapid RBOHB activation and ABA signaling pathways. The variety MM displayed a different strategy based on the activation of HSP70 and 90, as well as accumulation of phenolic compounds correlated with early induction of PAL expression. The importance of secondary metabolism in the recovery phase has been also revealed. Understanding the molecular events allowing plants to overcome heat stress constitutes a promising approach for selecting climate resilient tomato varieties.