Team:UNITN-Trento/Project/Fruit ripening

From 2013.igem.org

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                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Cavendish banana
+
                                 Date tomatoes
                             </p>
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                             <p>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
-
                                 6 days
+
                                 7 days
                             </p>
                             </p>
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-
                                 <span class="title">Exposition to pure MeSA (LB-dissolved)</span>
+
                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
-
                                 6 days
+
                                 2 day w/, 3 days w/o, 2 days w/
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Container</span>
                                 <span class="title">Container</span>
-
                                 Essicator (10.3L)
+
                                 Fruit in 0.5 L jar
                             </p>
                             </p>
                         </td>
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-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/7/7a/Tn-2013-fruit-banana1_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/3/3d/Tn-2013-fruit-datteri1_mesa.png" />
                         </td>
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                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Cherry plum
+
                                 Blackberries
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
-
                                 4 days
+
                                 7 days
                             </p>
                             </p>
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-
                                 <span class="title">Exposition to pure MeSA (LB-dissolved)</span>
+
                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
-
                                 4 days
+
                                 1 day
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Container</span>
                                 <span class="title">Container</span>
-
                                 Fruit in 1 L jar
+
                                 Fruit in 0.5 L jar
                             </p>
                             </p>
                         </td>
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                         <td>
-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/9/97/Tn-2013-fruit-susine2_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/5/55/Tn-2013-fruit-more1_mesa.png" />
                         </td>
                         </td>
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                     </tr>
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                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Cherry tomatoes
+
                                 Cavendish banana
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
-
                                 7 days
+
                                 6 days
                             </p>
                             </p>
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                             <p>
-
                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
+
                                 <span class="title">Exposition to pure MeSA (LB-dissolved)</span>
-
                                 7 days
+
                                 6 days
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Container</span>
                                 <span class="title">Container</span>
-
                                 Fruit in 0.5 L jar
+
                                 Essicator (10.3L)
                             </p>
                             </p>
                         </td>
                         </td>
                         <td>
                         <td>
-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/8/87/Tn-2013-fruit-pomodorini2_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/7/7a/Tn-2013-fruit-banana1_mesa.png" />
                         </td>
                         </td>
                     </tr>
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Line 369: Line 369:
             </div>
             </div>
-
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+
 
 +
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                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Date tomatoes
+
                                 Cherry tomatoes
                             </p>
                             </p>
                             <p>
                             <p>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
-
                                 7 days
+
                                 8 days
                             </p>
                             </p>
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                             <p>
-
                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
+
                                 <span class="title">Immersion in MeSA pure</span>
-
                                 2 day w/, 3 days w/o, 2 days w/
+
                                 8 days
                             </p>
                             </p>
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-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/3/3d/Tn-2013-fruit-datteri1_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/3/3c/Tn-2013-fruit-pomodorini1_mesa.png" />
                         </td>
                         </td>
                     </tr>
                     </tr>
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             </div>
             </div>
-
             <div id="ex6" class="step" data-scale="1" data-x="0" data-y="0" data-z="-25">
+
 
 +
 
 +
 
 +
             <div id="ex5" class="step" data-scale="1" data-x="0" data-y="0" data-z="-20">
                 <table>
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                     <tr>
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                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Cherry tomatoes
+
                                 Cherry plum
                             </p>
                             </p>
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                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
                                 <span class="title">Duration of experiment</span>
-
                                 8 days
+
                                 4 days
                             </p>
                             </p>
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-
                                 <span class="title">Immersion in MeSA pure</span>
+
                                 <span class="title">Exposition to pure MeSA (LB-dissolved)</span>
-
                                 8 days
+
                                 4 days
                             </p>
                             </p>
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                                 <span class="title">Container</span>
                                 <span class="title">Container</span>
-
                                 Fruit in 0.5 L jar
+
                                 Fruit in 1 L jar
                             </p>
                             </p>
                         </td>
                         </td>
                         <td>
                         <td>
-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/3/3c/Tn-2013-fruit-pomodorini1_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/9/97/Tn-2013-fruit-susine2_mesa.png" />
                         </td>
                         </td>
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             </div>
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-
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 +
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                                 <span class="title">Type of fruit</span>
                                 <span class="title">Type of fruit</span>
-
                                 Blackberries
+
                                 Cherry tomatoes
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                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
                                 <span class="title">Exposition to MeSA (BBa_K1065106)</span>
-
                                 1 day
+
                                 7 days
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-
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/5/55/Tn-2013-fruit-more1_mesa.png" />
+
                             <img src="https://static.igem.org/mediawiki/2013/8/87/Tn-2013-fruit-pomodorini2_mesa.png" />
                         </td>
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                     </tr>
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Revision as of 13:53, 17 September 2013

Fruit ripening

We have tested several type of fruit to verify that our engineered bacteria are able to produce ethylene (cell transformed with BBa_K1065001) and methyl salicylate (cell transformed with BBa_K1065102 and BBa_K1065106) for enhancing or blocking the ripening of fruit, respectively.

The flasks containing the induced culture were kept at 37 degree in agitation and connected to a sealed jar (or a desiccator) where the fruit was exposed to either ethylene or methyl salicylate (MeSA). Negative controls were either a fruit kept in airtight jar or a fruit placed in a jar connected to a flask with non-induced cells.

Within the same experiment we used fruit assumed to be at the same ripening stage (i.e.: the same bunch of bananas).

The results obtained varied according to the fruit tested. We tested: bananas, cherry plums, cherries and heirloom tomatoes, plums, blackberries, kiwifruit, pears and others. Results were evaluated qualitatively by observing skin color changes and pulp texture or firmness.

In some cases we were able to detect different levels of fragrance, however this results were too subjective and we discarded them.

We were also able to perform a iodine coloration test on starch-containing fruit.

We also performed quantitative evaluations of ethylene effects by fruit compression strength test.

Ethylene

Type of fruit Cavendish banana

Duration of experiment 6 days

Exposition to Ethylene 6 days

Container Essicator (10.3L)

Type of fruit Cherry plum

Duration of experiment 4 days

Exposition to Ethylene 4 days

Container Fruit in 1 L jar

Type of fruit Cherry tomatoes

Duration of experiment 7 days

Exposition to Ethylene 1 day

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Heirloom tomatoes

Duration of experiment 9 days

Container Fruit in 1 L jar

Type of fruit Date tomatoes

Duration of experiment 7 days

Exposition to Ethylene 2 day w/, 3 days w/o, 2 days w/

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Cherry tomatoes

Duration of experiment 8 days

Exposition to Ethylene 1 days

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Blackberries

Duration of experiment 7 days

Exposition to Ethylene 1 day

Container Fruit in 0.5 L jar

In summary: cell transformed with BBa_K1065001 (our ethylene producing device) successfully ripen all the fruit tested when compared to the negative control, except for a few cases (Test with Date Tomatoes) where no significant effects were observed. We believe that in the first case the experiment did not work because the temperature in the laboratory (in those days) was over 30 degrees. We know the importance of temperature on ripening of vine-rape fruit (with external color). In our specific case the too high temperature (>25°C) caused inhibition of ethylene production which is needed for good lycopene synthesis. [reference]

» Iodine Coloration Test

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» Fruit Compression Strength Test

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Methyl salicylate

Type of fruit Date tomatoes

Duration of experiment 7 days

Exposition to MeSA (BBa_K1065106) 2 day w/, 3 days w/o, 2 days w/

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Blackberries

Duration of experiment 7 days

Exposition to MeSA (BBa_K1065106) 1 day

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Cavendish banana

Duration of experiment 6 days

Exposition to pure MeSA (LB-dissolved) 6 days

Container Essicator (10.3L)

Type of fruit Cherry tomatoes

Duration of experiment 8 days

Immersion in MeSA pure 8 days

Container Fruit in 0.5 L jar

Type of fruit Cherry plum

Duration of experiment 4 days

Exposition to pure MeSA (LB-dissolved) 4 days

Container Fruit in 1 L jar

Type of fruit Cherry tomatoes

Duration of experiment 7 days

Exposition to MeSA (BBa_K1065106) 7 days

Container Fruit in 0.5 L jar

Cells transformed with BBa_K1065102 and BBa_K1065106 (our methyl salicylate producing devices) did not show any difference when compared to the negative control. We were not able to determine if MeSA actually inhibited fruit ripening because the experiments were not long enough to allow ripening of the control. We demonstrated by XX that YY ml of bacteria culture (induced at O.D.600 equal to 0.6) transformed with our device produce successfully MeSA at a concentration of xx ppm in the culture medium. However, the final concentration of the inhibitor in the gas phase in the jar could be lower than the needed concentration. We are now in the process of better estimating these values.

Exposure to pure MeSA instead caused an excessive ripening when added to the culture medium while it had a toxic effect when the fruit was drenched with it. MeSA was reported to slow down ripening at high concentration (XX) and to accelerate the process at lower concentration (YY). [ref] We think that under the used conditions its concentration was above the threshold required to inhibit ripening.