El metil jasmonato atenúa el daño por frío en las ciruelas poscosecha almacenadas

La ciruela (Prunus domestica L. familia Rosaceae), es una fruta que tiene un valor económico considerable y popularidad debido a sus ricas propiedades nutricionales y notables beneficios para la salud. 

Como fruta climatérica, es fácil que después de la cosecha, se ablande, se marchite, pierda el sabor y acorte su vida útil a temperatura ambiente debido a las actividades fisiológicas y metabólicas que ocurren en estas condiciones, lo que afecta gravemente su capacidad de almacenamiento y aumenta la facilidad del deterioro. 

La refrigeración es la técnica más utilizada para prolongar su vida útil. Sin embargo, las bajas temperaturas a largo plazo pueden provocar graves daños por el frío, que se caracterizan por el oscurecimiento de la pulpa. 

Control de los daños por frío

En la actualidad, algunos enfoques poscosecha, como los tratamientos con L-cisteína, con nanopartículas de quitosano recubiertas de glicina betaína y con nanopartículas de quitosano-arginina-L-glutamato alivian el daño por el frío al mejorar la capacidad antioxidante. 

Numerosos estudios indican que el metil jasmonato que se encuentran en las plantas, actúa como un regulador positivo en la respuesta al estrés por el frío.

La aplicación de jasmonato o de metil jasmonato exógeno interfiere en el metabolismo de los azúcares y el etileno, y mejora la capacidad antioxidante, además modula la composición lipídica de las membranas plasmáticas.

Estructura química del metil jasmonato

Efecto de los daños por frío

Cuando la fruta se expone a bajas temperaturas, ocurren alteraciones en las estructuras  lipídicas de las membranas plasmáticas, y daño oxidativo resultante de las especies reactivas de oxígeno (ROS) que se forman; se produce una acumulación masiva de especies reactivas de oxígeno como iones superóxido (O2•-) y peróxido de hidrógeno (H2O2). 

Las mitocondrias son preeminentes en la producción de ROS, sirviendo como los principales generadores. La rápida acumulación de esos fuertes oxidantes en estos orgánulos, si no se la controla, perjudica las estructura y función celulares provocando déficits energéticos a través de la peroxidación lipídica de la membrana plasmática, la degradación de ácidos nucleicos y la alteración de proteínas. 

Además de las ROS, el suministro insuficiente de energía están estrechamente relacionados con la aparición de síntomas provocados por el frío en frutas y verduras poscosecha. La escasez de ATP intracelular en productos hortícolas sometidos a estrés por frío se debe en parte a funciones y estructuras mitocondriales deterioradas. 

La síntesis de ATP, la molécula energética primaria, ocurre en las mitocondrias a través la respiración aeróbica que involucra la glucólisis, el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) o ciclo de Krebs, y la cadena de transporte de electrones bajo la acción de las enzimas succinato deshidrogenasa,  C- oxidasa citocrómica,  H+-ATPasa y  Ca2+-ATPasa.

Estudios previos indican que el aumento de las actividades de las enzimas mencionadas anteriormente asociadas con el metabolismo energético, que conduce a niveles elevados de ATP, colabora a retrasar la aparición de daños por el frío en una variedad de frutas cosechadas, como el melocotón y el mango.

Biosíntesis de GABA

Más allá de la acción de estas enzimas, el suministro de energía también está vinculado con la participación de la biosíntesis de GABA (Gamma-Amino Butyric Acid) catalizada por la enzima  glutamato descarboxilasa, y el transporte de GABA catalizado por las enzimas GABA-transaminasa y la succínico semialdehído deshidrogenasa, lo que da como resultado la producción de succinato que vuelve a ingresar al ciclo de Krebs, generando NADH (hidrógeno de nicotinamida adenina dinucleótido) como sustrato para la respiración celular generando ATP.

De esta manera, la vía de derivación de GABA puede servir como un mecanismo potente para combatir el estrés por frío al garantizar un suministro adecuado de energía. 

Un estudio actual tuvo como objetivo investigar los cambios en los efectos perjudiciales por el frío a nivel de formación de ROS, síntesis de GABA, tenor de ATP (estado de energía), actividad enzimática y expresión de genes, y ultraestructura mitocondrial, elucidando el mecanismo subyacente de metil jasmonato en el control del daño por el frío de las ciruelas durante el almacenamiento con refrigeración prolongada.

Efectos de la aplicación de metil jasmonato

Se verificó que la aplicación el metil jasmonato en la concentración de 10 μM inhibe eficazmente la aparición de síntomas causados por el frío como el índice de pardeamiento interno y la fuga de electrolitos de las frutas de ciruela sometidas a 1 ± 1 °C.

Además, el metil jasmonato alivia la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS) al promover la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa, catalasa y ascorbato peroxidasa) y el nivel de expresión de sus genes codificantes, manteniendo así la integridad de la estructura mitocondrial de la fruta. 

También, el metil jasmonato mantiene un mayor contenido de ácido γ-aminobutírico (GABA) a través de la estimulación de la actividad de la enzima glutamato descarboxilasa y conduce a niveles más altos de energía al promover la actividad de las enzimas succinato deshidrogenasa, citocromo C oxidasa,  H+-ATPasa,  Ca2+-ATPasa,  GABA transaminasa y  succínico semialdehído deshidrogenasa e incrementando el nivel de expresión de los genes correspondientes. 

Estos hallazgos no solo explican el efecto inhibidor del metil jasmonato sobre la injuria por el frío desde la perspectiva de reducir el daño oxidativo inducido por ROS para mantener la estructura mitocondrial, activar la derivación de GABA y mantener el suministro de energía, sino que también proporcionan un medio para aliviar el daño por el frío durante el almacenamiento poscosecha de las ciruelas.
   

                   Resumen gráfico según Zhao, Y. et al, 2025
 

Fuentes

Zhao, Y.; Wu, Y.; Zhang, X.;   Zhu, X.;   Hou, Y.;   Chen, J.;   Cui, K.;   Li, X.;   Wu, W. (2025).
Methyl jasmonate attenuates chilling injury of prune fruit by maintaining ROS homeostasis and regulating GABA metabolism and energy status
Postharvest Biology and Technology, 220: 113303.
https://www.sigmaaldrich.com  Acceso el 30/11/2024.

Imagen
https://www.frutasluzon.com/producto/ciruela-roja/  Acceso el 30/11/2024.