Regulación de la maduración del melocotón

El melocotón (Prunus persica L. familia Rosaceae) es una fruta de gran importancia económica en las regiones templadas, y un sistema modelo para la investigación en biología molecular dentro de la familia de las rosáceas.

La maduración del fruto es un proceso altamente coordinado que implica alteraciones fisiológicas y bioquímicas, como la biosíntesis de pigmentos, la degradación de la clorofila, la modificación de la textura, la acumulación de azúcares y el desarrollo del sabor. Estos cambios son fundamentales para su calidad, vida útil poscosecha y valor comercial.

El etileno

El etileno es un regulador crucial de la maduración y la senescencia del fruto. 

En la vía biosintética del etileno, la metionina se convierte en S-adenosilmetionina, que posteriormente se transforma en ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico por acción de la enzima 1-aminociclopropano-1-carboxilato sintasa. El ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico es posteriormente oxidado por la 1-aminociclopropano-1-carboxilato oxidasa para producir etileno y dióxido de carbono. 

Las enzimas 1-aminociclopropano-1-carboxilato sintasa y 1-aminociclopropano-1-carboxilato oxidasa son limitantes clave que se han estudiado ampliamente en diversas frutas.

En el melocotón, los genes PpACS1 y PpACO1 codificantes de las enzimas 1-aminociclopropano-1-carboxilato sintasa y 1-aminociclopropano-1-carboxilato oxidasa respectivamente, son fundamentales en la regulación de la biosíntesis de etileno durante la maduración del fruto. 

Diferencias según el tipo de melocotón

Los melocotones se pueden clasificar de acuerdo con la textura de la pulpa; los de mesocarpio blando exhiben liberación de etileno durante la maduración, en cambio los de pulpa dura se caracterizan por la ausencia de producción de etileno durante el almacenamiento poscosecha, lo que se atribuye a la expresión reducida del gen PpACS1 relacionado con su biosíntesis. 

Los factores de transcripción vinculados a la biosíntesis del etileno

Varios factores de transcripción funcionan en la vía de la biosíntesis de etileno para regular la maduración del fruto. Por ejemplo, en el melocotón, PpHB.G7 regula positivamente los genes PpACS1 y PpACO1.

Además, PpERF.A16, un factor de transcripción inducible por etileno, potencia su biosíntesis al activar los genes PpACS1 y PpACO1. De forma similar, PpNAP6 promueve la maduración del melocotón mediante la activación de PpACS1 y PpACO1.

La superfamilia del factor de transcripción AP2/ERF de respuesta al etileno es una de las más grandes en plantas. Las proteínas AP2/ERF contienen un dominio de unión al ADN compuesto por 60-70 aminoácidos altamente conservado, que les permite interactuar con los promotores de genes diana. 

Estudios recientes han revelado que las proteínas ERF desempeñan un papel crucial en la síntesis de pigmentos, el ablandamiento y el desarrollo del sabor y el aroma, tanto en frutas maduras como inmaduras. 

Qué ocurre en el melocotón

En el melocotón, varios ERF, como PpERF.A16, PpERF·E2 y PpERF61, activan directamente PpACO1 y PpACS1, contribuyendo a la maduración del fruto. Además, PpERF4 interactúa con PpIAA1 para potenciar la transcripción de PpACO1 y PpIAA1, y los genes de biosíntesis del ácido abscísico (PpNCED2 y PpNCED3), así como el gen PpPG1de ablandamiento del fruto. 

La degradación de la pared celular

La maduración y el ablandamiento de la fruta se ven influenciados no solo por el etileno, sino también por extensas modificaciones de la pared celular. 

La degradación de la pared celular implica procesos como la solubilización de la pectina, la despolimerización de la hemicelulosa y la disolución de la lámina media.

Varias enzimas incluyendo la poligalacturonasa, la β-galactosidasa, la pectina metilesterasa, la xiloglucano endotransglicosilasa/hidrolasa y la pectato liasa, desempeñan papeles esenciales en este proceso. La pectina, un componente principal de la pared celular primaria y la lámina media, contribuye a la integridad y a la resistencia mecánica. 

El etileno regula genes  relacionados con la degradación de la pared celular

Se ha demostrado que el etileno regula los genes relacionados con la degradación de la pared celular en varias frutas.

En el melocotón, los genes endo-PG se correlacionan positivamente con los niveles de etileno y la firmeza del fruto. Incluso en fresa (Fragaria × ananassa, fruta no climatérica), el etileno modula la expresión de los genes que codifican las enzimas poligalacturonasa  y β-galactosidasa, lo que sugiere un papel conservado en la participación del ablandamiento de las frutas. 

Estudios recientes han demostrado que los ERF también regulan el ablandamiento del fruto modulando los genes de degradación de la pared celular.

En el melocotón, PpERF61 potencia la biosíntesis de etileno y promueve el ablandamiento mediante la activación de la transcripción de PpPL1, PpPL15, PpPG2 y PpPG3 a través de la cascada de señalización PpERF61-PpSEP1.

Un estudio actual, identificó PpERF.E3, un miembro de AP2/ERF, como regulador “upstream” (región del ADN cercana al promotor, que controla la expresión génica) de PpACO1. 

Papel múltiple de PpERF.E3

Las investigaciones realizadas en este trabajo demostraron que PpERF.E3 promueve la maduración y el ablandamiento del melocotón mediante la activación directa de los promotores de los genes de la biosíntesis de etileno (PpACO1 y PpACS1) y los genes relacionados con la degradación de la pared celular (PpPL1, PpPL15, PpPG21 y PpPG22). 

También, fue verificado que la sobreexpresión del gen PpERF.E3 acelera el proceso de maduración del fruto, mientras que su silenciamiento tiene el efecto contrario. 

Estos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre el papel regulador de la red de señalización del etileno en la maduración de la fruta.

Fuentes

Zhang, X.; Kang, T.; Cao, L.; Zhan, Q.; Xu, Y.; Zhu, J.; Zheng, X.; Cheng, X.; Hu, Y.; Zhao, C. (2026).
PpERF.E3 regulates peach fruit ripening and softening by mediating ethylene biosynthesis and cell wall degradation
Postharvest Biology and Technology, 231:113846

Imagen
https://www.saudedica.com.br/tipos-de-pessego/#google_vignette  Acceso el 24/10/2025