Melatonina para evitar daños por frío en pepino

El pepino (Cucumis sativus L. familia Cucurbitaceae) es una hortaliza popular, valorada por su sabor distintivo y su rico perfil nutricional como vitaminas, minerales y antioxidantes.

Debido a su contenido de agua muy elevado, el pepino es altamente perecedero, lo que provoca una rápida descomposición y una vida muy corta poscosecha cuando se lo almacena a temperatura ambiente.

El almacenamiento en frío mantiene eficazmente la calidad y prolonga la vida poscosecha de diversas frutas y hortalizas, y lo convierte en una herramienta poderosa para preservar productos hortícolas frescos a lo largo de la cadena de suministro.

Daños por frío

El pepino es muy susceptible a temperaturas de almacenamiento inferiores a 10 °C, sufriendo lesiones que perjudican su calidad. Para mitigar su desarrollo, se han desarrollado diversos métodos. Estos enfoques incluyen el uso individual de tratamientos físicos o la suplementación con elicitores químicos o reguladores del crecimiento vegetal, y su aplicación combinada.

La exposición de las plantas a temperaturas bajas, puede causar daño físico a las membranas plasmáticas celulares de los tejidos vegetales, lo que lleva a una pérdida de integridad. En consecuencia, la fuga de iones y el desequilibrio metabólico irreversible eventualmente lleva a la disfunción fisiológica e incluso a la muerte celular.

Sustancias osmorreguladoras y tolerancia al frío

Las sustancias osmorreguladoras desempeñan un papel crucial en el mantenimiento del equilibrio osmótico a través de las membranas celulares. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre sustancias osmorreguladoras que confieren tolerancia al frío en las plantas, incluyendo productos poscosecha, se han centrado principalmente en aminoácidos solubles como prolina, poliaminas
y betaínas.

Además de los osmolitos orgánicos mencionados, los azúcares solubles y los glucósidos también actúan como compuestos osmorreguladores importantes en las células vegetales.

Por ejemplo, la exposición al frío suele elevar los niveles de azúcares como D-glucosa, D-glucosa 6-fosfato, maltosa y otros azúcares solubles en los tejidos subterráneos de las plantas adaptadas al frío.

Si bien el estrés por frío promueve la acumulación de estos compuestos, cuando insuficiente pueden ocurrir daños. 

Otros papeles de los azúcares

Más allá de sus funciones osmorreguladoras, los azúcares también sirven como reservas de energía y precursores de diversas vías metabólicas, contribuyendo así a la tolerancia de las plantas a diversos estreses abióticos.

Por otro lado, la abundancia en glúcidos es particularmente importante para modular la solubilidad, estabilidad y actividad biológica de diversos metabolitos secundarios.

Melatonina y acumulación de azúcares

La melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina), un derivado indólico del triptófano, es una hormona bien conocida, inicialmente identificada en la glándula pineal de los mamíferos, que ha recibido considerable atención también en el campo vegetal.

Este compuesto también es abundante en diversos órganos vegetales, como flores, semillas, hojas, brotes, bulbos, frutos y raíces, en concentraciones que varían según el tejido. En las plantas, la melatonina funciona principalmente como un bioactivador y/o biomolécula de señalización, influyendo directa e indirectamente en el metabolismo de las especies reactivas de oxígeno (ROS) y otros procesos fisiológicos.

El pretratamiento con melatonina ha mostrado resultados prometedores en la preservación de la calidad organoléptica y nutricional de los productos poscosecha en los últimos años. Se ha informado que induce tolerancia al frío en muchas especies frutales, incluyendo melocotón, mango, lichi, pimiento rojo, guayaba y tomate.

Dadas las preocupaciones ambientales y de salud humana, el tratamiento con melatonina, como estrategia ecológica para prolongar la vida útil de los productos poscosecha, presenta un considerable atractivo.

En pepinos, se ha reportado que la aplicación de melatonina reduce el daño por el frío al promover la acumulación de sustancias osmorreguladoras como poliaminas, ácido γ-aminobutírico y prolina; y la activación transcripcional mediada por CsMYB44* podría estar involucrada en la biosíntesis de
poliaminas.

En un estudio reciente, el pepino poscosecha fue tratado con melatonina antes del almacenamiento a baja temperatura en las concentraciones 0, 0.05, 0.1, 0.2, and 0.5 mM. verificándose que 0,1 mM induce eficazmente la tolerancia al frío.

Se observó que el tratamiento con melatonina reduce significativamente los síntomas provocados por el frío y mantiene un alto contenido de sólidos solubles totales durante el almacenamiento.

Confirmación metabolómica y transcriptómica

Los datos metabolómicos indican que el tratamiento con melatonina altera significativamente los perfiles de metabolitos; el contenido de 11 de estos relacionados con azúcares es significativamente mayor en el fruto tratado con melatonina en comparación con el control tanto a los 6 como a los 12 días de almacenamiento en frío.

De estos, 8 fueron glucósidos, como n-propil β-lactósido, (4S)-α-terpineol 8-O-β-D-glucopiranósido, limonina 17-β-D-glucopiranósido y kankanósido P, lo que sugiere que el tratamiento con melatonina promueve la acumulación de azúcares particularmente de glucósidos.

Los datos transcriptómicos revelan que los genes de expresión diferencial regulados positivamente por el tratamiento con melatonina están altamente asociados con las vías de biosíntesis o metabolismo de azúcares, así como con diversos tipos de vías de biosíntesis de glicanos.

Además, el análisis RT-qPCR** demuestra que el tratamiento con melatonina regula positivamente y
significativamente la expresión de seis genes representativos involucrados en la biosíntesis de estos compuestos.

Los glucósidos acumulados mantienen el equilibrio osmótico a través de las membranas celulares y mejorarían las actividades biológicas de diversas moléculas, reforzando así la resistencia al estrés por frío.

Se espera que los resultados de este estudio aporten nuevos conocimientos para comprender el papel regulador de la melatonina en la conservación y frescura de los productos poscosecha.

* CsMYB44 es un factor de transcripción crucial en plantas (especialmente en cítricos y té) que regula la tolerancia al estrés abiótico, como la sequía y el frío. Actúa sobre módulos de señalización, como CsMYB44-csi-miR0008-CsCER1 (ceras cuticulares) y CsMYB44-CsICE1 (flavonoides/frío), aumentando la resistencia al controlar la biosíntesis de cera, lignina y compuestos de defensa.

** RT-qPCR : PCR cuantitativa con transcripción inversa (RT-qPCR). La RT-qPCR utiliza la transcripción inversa para convertir el ARN en un molde de ADNc antes de la amplificación. Este método proporciona una cuantificación sensible y precisa de los niveles de ARN. La reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR), también conocida como PCR cuantitativa en tiempo real, es una técnica de laboratorio que se utiliza para amplificar y cuantificar simultáneamente una molécula de ADN diana en tiempo real. Instrumentos especialmente diseñados amplifican la molécula mediante ciclos térmicos y detectan y monitorizan la fluorescencia producida por la acumulación del producto de PCR. Se pueden utilizar colorantes de unión al ADN, sondas de ácidos nucleicos y cebadores de PCR marcados con fluorescencia para detectar el producto amplificado.

Fuentes

Yuan, X.; Jiang, Y.; Wang, Y.; Zhu, Y.; Ba L.; Wang, B. (2026).
Melatonin treatment induces glycoside accumulation to confer chilling tolerance
in cucumber fruit during cold storage
Postharvest Biology and Technology, 234: 114134.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092552142500746X
Acceso el 05/03/2026.
https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.114134 Acceso el 05/03/2026.

https://www.promega.com.br/en/resources/guides/nucleic-acid-analysis/qpcr-
and-rt-qpcr-amplification/ Acceso el 05/03/2026.

Imagen
https://exportamoz.co.mz/produto/pepino/ Acceso el 05/03/2026.