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El jasmonato de metilo mitiga el daño por frío en mango

La mitigación del daño por frío en la fruta de mango mediante el jasmonato de metilo se asocia con la regulación de la capacidad antioxidante y la homeostasis energética

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07 Mayo, 2024
Investigación

El mango (Mangifera indica L. familia Anacardiaceae) es una fruta tropical y subtropical muy apreciada por su  aporte nutricional y por su importante valor económico. Ha habido un crecimiento constante tanto en la producción como en el comercio mundial de mango durante las últimas décadas (FAO, 2023). 

Como fruta climatérica, el mango tiene altas tasas de respiración y actividad metabólica después de la cosecha, lo que provoca su rápida maduración y senescencia; este rasgo fisiológico hace que la fruta sea muy susceptible a pérdidas en calidad y valor comercial. 

La aplicación de frío es la herramienta más eficaz para preservar la calidad y prolongar la vida útil de numerosos cultivos poscosecha al reducir la intensidad de la actividad metabólica.

 

Daños por frío

Sin embargo, al igual que la mayoría de las frutas tropicales, los mangos son muy susceptibles al daño por frío cuando la fruta se mantiene a bajas temperaturas durante períodos prolongados de tiempo y puede empeorar rápidamente después de retirar la refrigeración.

Los síntomas del daño por frío de la fruta del mango se caracterizan por pardeamiento y manchas negras, picaduras, mal sabor y propensión a enfermedades microbianas.

En frutas y verduras, se puede estimular una amplia gama de respuestas fisiológicas y bioquímicas bajo estrés por frío, entre las cuales la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS) están íntimamente asociados con la aparición y desarrollo del daño por frío.

Las ROS celulares comunes incluyen anión superóxido (O2-.), peróxido de hidrógeno (H2O2) y radicales hidroxilo (.OH) que son capaces de oxidar directamente los lípidos y proteínas de las membranas y dañar los  ADN y ARN, lo que provoca una disfunción celular grave.

Para disminuir los impactos destructivos de las ROS y aliviar el estrés oxidativo en ambientes adversos, las plantas han desarrollado un elaborado sistema antioxidante que consiste en enzimas y antioxidantes no enzimáticos.

Obtención de energía por parte de las plantas

La energía celular es la base para sostener la actividad vital en los cultivos poscosecha durante el almacenamiento. El trifosfato de adenosina (ATP) es un compuesto rico en energía que la puede almacenar y liberar en las células mediante conversión mutua con el nucleósido difosfato de adenina (ADP). 

El ATP intracelular en los cultivos cosechados se sintetiza principalmente en las mitocondrias a través de la vía de la respiración aeróbica, que pasa por tres pasos: glucólisis, ciclo del ácido tricarboxílico y cadena de transporte de electrones.

El frío afecta la obtención de energía

La síntesis restringida de ATP debido al daño mitocondrial en cultivos cosechados bajo estrés por frío puede desencadenar una acumulación excesiva de ROS a través de una forma de fuga de electrones de la cadena respiratoria, lo que lleva a la aparición de daño por frío.

Algunas moléculas de ATP en eucariotas sometidos a estrés abiótico pueden secretarse en el apoplasto y liberarse mediante canales de membrana, exocitosis de vesículas y liberación inespecífica.

Cada vez hay más pruebas que sugieren que las altas concentraciones de ATP extracelular pueden regular negativamente los procesos fisiológicos y patológicos, que constituyen patrones moleculares asociados al daño, lo que lleva a una reducción de la viabilidad celular y desencadena la apoptosis, aunque las bajas concentraciones pueden tener un papel defensivo al unirse a receptores y activar cascadas de señalización posteriores en plantas bajo estrés abiótico.

Las plantas han desarrollado un sistema de degradación de ATP extracelular y recuperación de ATP intracelular, mediante el cual algunas moléculas excesivas de ATP extracelular pueden convertirse en ATP intracelular.

Por lo tanto, mantener la homeostasis de ATP extracelular / ATP intracelular estimulando la generación de éste último, así como el reflujo y la reutilización de ATP extracelular, es crucial para mejorar la tolerancia al frío en cultivos sometidos a estrés por frío.

 

Efectos del jasmonato de metilo

El jasmonato de metilo es un compuesto volátil, que en las plantas funciona como una hormona vegetal fundamental y una molécula de señalización que regula los procesos de desarrollo y las respuestas al estrés biótico y abiótico. Se ha demostrado que la aplicación de esta sustancia poscosecha alivia el daño por el frío y mejora la capacidad de almacenamiento en numerosas especies de cultivos, incluidos plátanos, cítricos, granadas, tomates, melocotones y pimientos.

Para la fruta de mango, el aumento de la tolerancia al frío es inducido por jasmonato de metilo se asoció con una reducción de la peroxidación de las membranas. 

Estudios recientes han demostrado que la aplicación de jasmonato de metilo en la concentración 50 µM mitiga los síntomas de deño por frío y mejora la calidad relacionada con la maduración durante la refrigeración, una disminución retardada del color (de verde a amarillo), ablandamiento y acumulación de sólidos solubles.

También reprime el contenido de malondialdehído (un marcador de estrés oxidativo) y las ROS O2-. y H2O2. La reducción de la generación de ROS en la fruta tratada con jasmonato de metilo es una consecuencia de la mejora de las actividades de las enzimas antioxidantes, incluidas la superóxido dismutasa, la catalasa, la ascorbato peroxidasa y la glutatión reductasa. 

La observación ultraestructural reveló que el tratamiento con jasmonato de metilo protege la estructura mitocondrial y  promueve la síntesis y utilización de energía intracelular, como lo indican los incrementos en el nivel intracelular de trifosfato de adenosina (ATP), las actividades de isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa, succinato deshidrogenasa, citocromo C oxidasa, H+-ATPasa y Ca2+-ATPasa, así como contenidos de coenzimas reducidas NADH y FADH2, todos involucrados en la producción de energía. 

Además, los niveles de expresión de genes (MiAPY, MiENT, MiPUP y MiAPRT) relacionados con la hidrólisis extracelular de ATP, el transporte de ATP extracelular y la regeneración de ATP intracelular se regularon positivamente en respuesta al jasmonato de metilo, contribuyendo al mantenimiento de la homeostasis de ATP extracelular / ATP intracelular.

Estos hallazgos sugieren que el jasmonato de metilo refuerza la tolerancia al frío en el mango al inhibir el estrés oxidativo y promover el metabolismo energético.

 

Fuente

Huang,T.;  Liu, G.;  Zhu, L.;  Liu, J.;  Xiang, Y.;  Xu, Y.;  Zhang, Z.  (2024). Mitigation of chilling injury in mango fruit by methyl jasmonate is associated with regulation of antioxidant capacity and energy homeostasis. Postharvest Biology and Technology, 211: 112801.

Imagen

https://capitalist.com.br/vai-uma-manga-ai-saiba-quais-os-beneficios-dessa-fruta-deliciosa/  Acceso el 10/05/2024.

 

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