El jasmonato de metilo promueve la cicatrización de heridas en el kiwi

El kiwi (Actinidia chinensis familia Actinidiaceae) se considera una fruta de las más ricas en vitamina C, además de contener fibra dietética y sustancias antioxidantes. Sin embargo, el kiwi es susceptible a sufrir daños mecánicos durante la cosecha y la manipulación.

Efecto de las heridas

Las heridas no cicatrizadas en frutas y verduras aceleran la pérdida de agua, la salida de iones y nutrientes, y favorecen la invasión de patógenos, provocando así la deshidratación y la ocurrencia de enfermedades durante el almacenamiento. Por lo tanto, la rápida cicatrización de heridas es beneficiosa para mantener la calidad de las frutas y prolongar su vida útil poscosecha.

La suberina, una respuesta a la heridas

La suberina es un biopolímero complejo que se encuentra en el interior de las paredes celulares de las partes aérea y radicular de las plantas. Los compuestos polialifáticos y poliaromáticos son los principales constituyentes moleculares.

El dominio alifático es un poliéster de glicerol insoluble compuesto principalmente de ácidos grasos, tales como ácidos grasos ω-hidroxi, ácidos α,ω-dicarboxílicos, ácidos grasos de cadena media, ácidos grasos no sustituidos y alcoholes grasos primarios.

El dominio aromático,  derivado de los fenilpropanoides, consiste principalmente en ferulado, que es un ácido p-hidroxicinámico.

La suberina también es rica en monómeros que varían en tamaño desde 20 a 24 átomos de carbono. La abundancia relativa de los constituyentes de los monómeros varía considerablemente entre especies. 

La suberina se forma en respuesta a heridas de ciertos órganos y como defensa inducidas por patógenos. Las camadas polialifáticas y poliaromáticas se alternan y son impermeables ayudando a fortalecer las paredes celulares y limitar la pérdida de agua a través de la herida.

¿Cómo se biosintetiza la suberina?

La enzima feruloil transferasa desempeña un papel clave en la biosíntesis de suberina, que es necesaria para la conjugación del ácido ferúlico con ω-hidroxiácidos y cataliza la transferencia de un grupo acilo de feruloil-CoA a ω-hidroxiácidos para producir substratos de feruloil.

Como los ésteres de ferulato representan el punto de convergencia entre las rutas biosintéticas de los alifáticos y los fenólicos, se infiere que la enzima feruloil transferasa desempeña un papel clave en la reticulación del dominio polialifático y polifenólico. 

La enzima ω-hidroxiácido/alcohol graso hidroxicinamoil transferasa (FHT) también es necesaria para la reticulación del dominio polialifático y polifenólico en la biosíntesis de suberina.

En el tubérculo de patata, StFHT es un gen inducible por heridas, que puede estar regulado por el ácido abscísico y el ácido salicílico. Los tubérculos de papa silenciados con StFHT-RNAi mostraron una sorprendente disminución en ferulado y ω-hidroxiácidos. Asimismo, el gen candidato para esta función en el kiwi, AchFHT, ha sido caracterizado en estudios anteriores. 

Papel del ácido jasmónico y del jasmonato de metilo

Las hormonas ácido jasmónico y jasmonato de metilo, regulan las respuestas de defensa de las plantas frente a heridas mecánicas, la invasión de patógenos y el ataque de insectos al desencadenar un programa transcripcional en todo el genoma. 

MYC2, un factor de transcripción básico, actúa como un regulador global de la señalización de ácido jasmónico, mediante la transactivación de varios genes que responden al ácido jasmónico. El factor AtMYC2 ha sido bien estudiado y regula diferencialmente dos ramas de genes que responden al ácido jasmónico en diferentes especies.

Hay estudios que demuestran la función diversa de MYC2 en la regulación de la biosíntesis de metabolitos de las plantas (por ejemplo, suberina) y las respuestas al estrés abiótico.

El jasmonato de metilo induce la expresión del gen AchMYC2, vinculado a la formación de suberina

En el kiwi, el producto del gen AchMYC2 activa otros genes biosintéticos que codifican varias enzimas involucradas en la formación de suberina al interactuar directamente con sus regiones promotoras, promoviendo así la biosíntesis de suberina en las heridas de esta fruta. 

Estudios actuales demuestran que el nivel de expresión de AchMYC2 es notablemente inducido por la aplicación exógena de jasmonato de metilo, regulando positivamente AchFHT que participa en la biosíntesis de suberina mediada por ácido jasmónico, acelerando así la curación de heridas del kiwi poscosecha.

El tratamiento con jasmonato de metilo aumenta los niveles de expresión de AchMYC2 y AchFHT, y el contenido de proteína FHT, acompañado por el rápido proceso de curación de la herida, como lo indica la rápida deposición de suberina, la reducción de la pérdida de peso y la relativa fuga de electrolitos.

Estos resultados indican que AchMYC2 activa la transcripción de AchFHT para participar en la biosíntesis de suberina mediada por jasmonato de metilo en la cicatrización de heridas del kiwi.

Fuentes

Wei, X.; Liu, L.; Liu, G.; Geng, P.; Wei, X.; Yao, X.; Chen, J.; Gong, W.; Ge, Z.; Liu, M.; Mao, L. (2024).
Methyl jasmonate promotes suberin biosynthesis by stimulating transcriptional activation of AchMYC2 on AchFHT in wound healing of kiwifruit
Postharvest Biology and Technology, 210: 112741.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/suberin

Imagen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Actinidia_deliciosa Acceso el 26/03/2024.