Efectos del jasmonato de metilo en pera durante el almacenamiento a baja temperatura

La pera (Pyrus communis, familia Rosaceae) es una fruta de gran importancia económica en todo el mundo. Sin embargo, a diferencia de la manzana y el melocotón, la pera contiene células pétreas en la pulpa que pueden producir una textura áspera, lo que perjudica su calidad y disminuye la satisfacción del consumidor. 

Estas células que se desarrollan a partir de células del parénquima, sufren una muerte celular programada, precedida por un engrosamiento de las paredes celulares secundarias con acúmulo de celulosa y lignina. 

La deposición de lignina conduce al endurecimiento de las paredes celulares de las células del pericarpio y afecta el contenido de azúcar así como la capacidad de almacenamiento de la pera. 

La temperatura de almacenamiento y las células pétreas

Las peras a menudo se cosechan a mediados del verano y las altas temperaturas provocan rápidamente el deterioro, ya que son muy susceptibles a daños mecánicos e infecciones fúngicas. 

El almacenamiento a baja temperatura es un método eficaz para prolongar la vida útil de la pera, pero también promueve la formación de células pétreas a través de una vía que involucra especies reactivas de oxígeno (ROS) como, por ejemplo, 1O2• (oxígeno singlete), peróxido de hidrógeno y OH•.

Se ha mostrado que las ROS facilitan la polimerización de la lignina y estimulan la diferenciación de la pared secundaria.

ROS y formación de lignina

La lignina es uno de los principales componentes necesarios para la formación de la pared celular secundaria. Los precursores de la biosíntesis de lignina se derivan del metabolismo del fenilpropano, iniciado por la enzima L-fenilalanina amoniaco-liasa, seguido de varias otras enzimas en que la desaminación de la fenilalanina para formar ácido cinámico sufre una serie de reacciones de hidroxilación, metilación y reducción generando cinco monómeros principales para la biosíntesis de lignina.

Estos monómeros se polimerizan aún más para formar tres tipos de unidades estructurales a través de una serie de reacciones enzimáticas: siringil lignina (S-lignina), guaiacilo lignina (G-lignina) y p-hidroxifenillignina (H-lignina), y están conectados por una variedad de vínculos aleatorios.

Las ROS se generan inevitablemente en las reacciones redox de las plantas, incluidas la respiración y la fotosíntesis. Se producen principalmente en cloroplastos, mitocondrias y peroxisomas, que incluyen proteínas o moléculas con un potencial redox suficientemente alto como para excitar o donar un electrón al oxígeno atmosférico.

La acumulación excesiva de ROS causa estrés oxidativo, incluida la peroxidación lipídica de la membrana celular, la desnaturalización de proteínas, la descomposición de pigmentos y el daño del ADN. Estas tensiones provocan daños celulares irreversibles, e incluso la muerte celular. 

Sistemas de la célula para eliminar ROS

Mientras tanto, las células vegetales activan una serie de mecanismos enzimáticos antioxidantes y no enzimáticos para eliminar el exceso de oxidantes y evitar los efectos nocivos. 

Las enzimas superóxido dismutasa, ascorbato peroxidasa, catalasa, peroxidasa y glutatión reductasa, constituyen un eficiente sistema antioxidante, sin embargo, algunas ROS altamente tóxicas, como 1O2 y OH•, deben eliminarse con la ayuda de sistemas antioxidantes no enzimáticos, como los carotenoides, el α-tocoferol y los polifenoles.

El jasmonato de metilo es una fitohormona vital involucrada en varios procesos de las plantas, incluida la tolerancia al estrés y la interacción (diafonía) con otras fitohormonas e Induce la acumulación de metabolitos secundarios durante el estrés oxidativo en las células vegetales. 

El jasmonato de metilo inhibe la polimerización y agregación de lignina

Se ha demostrado que la aplicación de jasmonato de metilo después o antes de la cosecha tiene efectos positivos en el aumento de compuestos bioactivos de la fruta con potencial antioxidante aportando el potencial de ser una opción natural y ecosegura modulando positivamente los procesos fisiológicos para mantener la calidad de la fruta poscosecha.

Disminuir la formación de células pétreas de las peras es una cuestión muy deseada para su almacenamiento a baja temperatura. 

En un estudio reciente, se demostró que la aplicación poscosecha de jasmonato de metilo alivia eficientemente la lignificación y, a su vez, reduce la formación de células pétreas en almacenamiento a baja temperatura (4°C). 

Se investigó el mecanismo molecular del jasmonato de metilo en la regulación de la biosíntesis de lignina mediante análisis metabólico y transcriptómico. 

La aplicación de jasmonato de metilo inhibe la polimerización y agregación de lignina al reprimir la expresión de genes que codifican enzimas en la última etapa de la vía de biosíntesis de lignina. Además, alivia la lignificación mediada por ROS al promover la acumulación de flavonoides. 

Por otro lado, la inhibición del proceso de lignificación por jasmonato de metilo probablemente dependa de la activación de la biosíntesis endógena de ácido jasmónico y su vía de señalización.

Fuente

Hong, P.; Zhang, J.;  Shi, D.;  Yang, C.;  Zeng, M.;  Li, X.;  Zhou, K.;  Xi, W. (2024). Postharvest application of methyl jasmonate alleviates lignin accumulation in stone cells of pear fruit during low-temperature storage. Postharvest Biology and Technology, 209: 112692.

Imagen

https://www.uol.com.br/vivabem/dietas-para-emagrecer/cardapios/cardapio-para-emagrecer-com-pera-semana-36-sexta-feira.htm  Acceso el 27/02/2024.