Bases genéticas de la maduración del plátano

Varios estudios sobre la genética de la maduración del plátano determinan que el gen MbACO2 interviene en la regulación de la síntesis del etileno

Por Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  El banano/plátano (Musa spp familia Musaceae) es uno de los principales cultivos y de las frutas más populares en todo el mundo. El proceso de maduración determina directamente la vida útil de la fruta, que es perecedera fundamentalmente durante el proceso de transporte, lo que provoca enormes pérdidas económicas. Por lo tanto, el comportamiento en su almacenamiento es un rasgo clave, y la investigación sobre la maduración poscosecha se ha convertido en un tema importante en la producción de banano.  

Fisiología de la maduración del plátano

El plátano es una fruta climatérica típica. Durante el período poscosecha, que coincide con un aumento repentino de la síntesis de etileno, se produce una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos, como la descomposición de la clorofila, la conversión del almidón en azúcares, la oxidación de polifenoles y la degradación de los componentes de la pared celular, así como la formación de expansioninas, que son proteínas celulares expresadas en el curso del ablandamiento de la pared celular durante la maduración de la fruta. Estos cambios determinan la vida útil y su calidad. De esta manera, la síntesis de etileno y sus efectos son factores centrales que afectan la maduración poscosecha y la vida útil del banano.  

La síntesis de etileno, factor central en la maduración

La ruta de biosíntesis de etileno parte desde S-adenosil-L-metionina (SAM) a través de dos pasos en que SAM se transforma catalíticamente en ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) por acción de la enzima ACC sintasa (ACS) y al continuar, el ACC produce etileno por acción de la enzima  ACC oxidasa (ACO). Inicialmente, se especuló que ACS era la enzima limitante de la velocidad para la biosíntesis de etileno. Sin embargo, una cantidad cada vez mayor de evidencias a lo largo de los años indica que ACO es el paso limitante de la velocidad en la biosíntesis de este hidrocarburo.  

ACO, el factor limitante

La oxidasa del ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACO) es una enzima crucial para la biosíntesis de etileno. Un estudio científico reveló la función y el mecanismo regulador del gen MbACO2 en la biosíntesis de etileno durante la maduración poscosecha del banano. Otros dos genes, MaNAC29 y MbERF71/MbERF113 mostraron inducción durante los períodos de poscosecha y activaron directamente la transcripción de MbACO2 a través de los elementos con secuencias CGTC y GCC en su promotor*, respectivamente. Además, otro gen, el MaMAPK1, interactúa con MaNAC29 para mejorar aún más la transcripción del gen MbACO2. En conjunto, estos hallazgos demuestran la existencia de una cascada regulatoria novedosa que involucra a MaMAPK1, MaNAC29 y MbERF71/MbERF113 promoviendo la transcripción de MbACO2 durante la maduración poscosecha del banano, lo que ayuda a diseñar estrategias de mejoramiento para extender la vida útil de esta fruta. *Promotor: región reguladora del ADN de un gen, y que proporciona un punto de control para la transcripción de ese gen.   Fuentes Huang , F. C.; Do, Y. Y.; Huang, P. L. (2006). Genomic organization of a diverse ACC synthase gene family in banana and expression characteristics of the gene member involved in ripening of banana fruits. J Agric Food Chem, 54(11):3859-68. Do , Y. Y.; Thay, T. S.; Chang, T. W.; Huang, P. L. (2005). Molecular cloning and characterization of a novel 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase gene involved in ripening of banana fruits. J Agric Food Chem, 53(21):8239-47. Tang, Y.; Yan, Y.; Tie, W.; Ye, X.; Zeng, L.; Zeng, L.; Yang, J.; Xu, B.; Li, M.; Wang, Y.; Xie, Z.; Jin, Z.; Hu, W. (2023). Transcriptional regulation of MbACO2-mediated ethylene synthesis during postharvest banana ripening. Postharvest Biology and Technology (200):112325.