El tratamiento exógeno con giberelinas retarda los procesos de maduración poscosecha del kiwi

Una investigación reciente demuestra que la aplicación de ácido giberélico retrasa la maduración del kiwi.

Por Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  Los ácidos giberélicos o llamados también giberelinas (GA) son importantes fitohormonas que regulan el desarrollo de las plantas. En concreto, promueven el crecimiento de tallos y raíces, induciendo la división mitótica e iniciado la germinación de las semillas. Las giberelinas también están involucradas en procesos como el geotropismo y la floración, y la maduración de las frutas. Los efectos están mediados por la inducción de la degradación de la proteína represora DELLA (*) y probablemente otras vías de señalización menores. Las giberelinas químicamente son compuestos diterpenoides tetracíclicos, que se sintetizan mediante la vía terpenoide en los cloroplastos, el citoplasma, los plástidos y el retículo endoplásmico. La maduración de las frutas es un evento programado genéticamente que se realiza través de procesos metabólicos complejos. Este es el caso de la acumulación de pigmentos, el ablandamiento y la producción característica de aroma y sabor.  

La maduración en kiwi

En los kiwis, los eventos fisiológicos clave durante la maduración poscosecha se han descrito como varias fases. El almidón actúa como uno de los carbohidratos de almacenamiento más importantes que se degrada generalmente en las etapas iniciales a azúcar soluble. Los materiales de la pared celular, que consisten principalmente en pectina, celulosa y hemicelulosa, son hidrolizados por varias enzimas como pectina metil esterasa, poligalacturonasa y pectato liasa, lo que da como resultado la despolimerización y solubilización de los polisacáridos, reordenamiento de sus asociaciones y reducción de la firmeza. En cuanto al aroma, los componentes del kiwi sufren cambios sustanciales y rápidos durante el almacenamiento poscosecha, y se han identificado más de 80 constituyentes volátiles, principalmente con aportes de butanoato de metilo y etilo, benzoato de metilo, hexenal, hexanal y 3-hexenol. En la actualidad, se han identificado varios genes relacionados con la maduración en el kiwi, incluidos los relacionados con la degradación del almidón, con el metabolismo de la pared celular y generación de aroma.  

El papel de las giberelinas

El papel de las giberelinas  en la maduración del kiwi no está bien caracterizado. Se ha demostrado que el tratamiento con GA3 (un tipo de giberelina), ya sea antes o después de la cosecha, retrasa la maduración. Se verificó que el tratamiento con GA en kiwi poscosecha retrasó el proceso de maduración, a nivel de muchos rasgos fisiológicos, como aumento de la firmeza y contenido de sólidos solubles totales y almidón, de la integridad de los componentes de la pared celular (pectina, celulosa y hemicelulosa), y de la concentración de ácido ascórbico (vitamina C). El análisis del transcriptoma (el conjunto completo de transcritos de un determinado organismo, órgano, tejido o linaje celular siendo un reflejo directo de la expresión génica) proporcionó una base molecular para investigar el mecanismo de inhibición de la maduración por GA3 y las variaciones metabólicas durante la maduración del kiwi. Se identificaron un total de 3116 genes expresados de manera diferente (DEG), incluidos 51 genes implicados en las vías de transducción de señales de hormonas vegetales y 36 genes estructurales relacionados con estos rasgos fisiológicos. Se analizaron 16 DEG principales mediante PCR (reacción en cadena de la polimerasa) en tiempo real durante todo el período de almacenamiento. La expresión de la mayoría de ellos fue significativamente suprimida por el tratamiento con GA3, como dos genes de biosíntesis de etileno (ACO), dos de β-amilasa (BAM), cinco genes de modificación de la pared celular, uno GA2ox y un receptor GA GID1, mientras que la expresión de Actinidia29942 (JAZ) (gen que codifica una proteína presente en la fruta de kiwi) se mejoró sustancialmente con el tratamiento de GA3. El análisis de correlación entre múltiples indicadores fisiológicos y genes candidatos mostró que GA podría regular la maduración de kiwi de manera efectiva y completa. Juntos, estos genes sensibles a GA, pueden desempeñar un papel importante en el control de la maduración de los kiwis, y el tratamiento con GA3 podría ser un enfoque prometedor para la conservación de estas frutas poscosecha. (*) DELLA: proteínas caracterizadas por un motivo (secuencia) de residuos de aminoácidos DELLA, aspartato-glutamato-leucina-leucina-alanina o DELLA en el  código de aminoácidos de letra única.   Fuentes Yang, H.; Li, J.; Li, X.; Wu, R.; Zhang, X.; Fan, X.; Li, G.; Gong, H.; Yin, X.; Zhang, A. (2023). The mechanism of gibberellins treatment suppressing kiwifruit postharvest ripening processes by transcriptome análisis. Postharvest Biology and Technology,198:112223. https://www.nature.com/articles/s41438-020-0338-9/figures/2