Glicina betaína y factor de transcripción para mejorar la resistencia al estrés del mango

El mango (Mangifera indica L.familia Anacardiaceae), es uno de los cultivos frutales de mayor producción y de mayor importancia económica en las regiones tropicales; es valorado por su sabor dulce, su aroma único y su riqueza en nutrientes. 

Pero, los mangos son particularmente vulnerables a las infecciones por patógenos durante sus períodos de crecimiento, cosecha y poscosecha.
 La antracnosis, causada por especies del hongo Colletotrichum (Ascomycota) es una de las enfermedades poscosecha más comunes y puede causar pérdidas de hasta el 30 por ciento durante el almacenamiento y el transporte de la fruta. En consecuencia, el desarrollo de métodos de conservación seguros y eficaces es crucial para mantener la calidad del mango y maximizar su valor económico. 

A medida que aumenta la conciencia sobre la seguridad alimentaria, los extractos de plantas, como polifenoles, aceites esenciales de plantas etc., se aplican gradualmente en la conservación poscosecha debido a sus propiedades ecológicas, seguras y no tóxicas. 

La glicina betaína, un compuesto de origen vegetal

La glicina betaína, es un compuesto derivado del aminoácido glicina, que ayuda a las plantas a mantener el equilibrio hídrico y la estabilidad de sus proteínas y enzimas; es un compuesto de amonio cuaternario natural y ha atraído una atención significativa. 

La glicina betaína sirve como colorante natural en el procesamiento de alimentos y actúa como antioxidante para mejorar la calidad de la fruta fresca durante el almacenamiento. 

Se ha demostrado que la aplicación exógena de glicina betaína mitiga la disminución de la calidad en varios productos hortícolas. Por ejemplo, se ha comprobado que preserva eficazmente la calidad nutricional, el potencial de almacenamiento y la vida útil de la ciruela.

De manera similar, mejora el contenido de antocianinas, flavonoides y fenólicos, y mejora la calidad de almacenamiento al modular la capacidad antioxidante y el metabolismo energético en arándanos poscosecha manteniendo los componentes de la pared celular, elevando las actividades de las enzimas antioxidantes y reduciendo el contenido de especies reactivas de oxígeno (ROS), mejorando así, la calidad de la fruta y la estabilidad de almacenamiento.

La glicina betaína está bien documentada por su papel como compuesto osmoprotector, aliviando el estrés abiótico al modular las enzimas antioxidantes y el metabolismo de los ácidos grasos de membranas plasmáticas. 

La antracnosis causada por C. gloeosporioides representa un estrés biótico significativo, que afecta negativamente el crecimiento de las plantas y la calidad de la fruta antes y después de la cosecha. 

Cabe destacar que la glicina betaína y sus derivados demuestran propiedades antimicrobianas y antivirales.

Factores de transcripción vinculados a la tolerancia al estrés

Los factores de transcripción, en particular de la familia WRKY, están estrechamente asociados con la tolerancia al estrés de las plantas y la resistencia a las enfermedades. Están involucrados en la modulación de las respuestas de las plantas a los ataques de patógenos. 

Por ejemplo, BnWRKY33 y BnWRKY15 promueven la resistencia a Sclerotinia sclerotiorum en la colza al inhibir el crecimiento del micelio.

De manera similar, la sobreexpresión de AtWRKY73 mejora la resistencia a Pseudomonas syringae en Arabidopsis thaliana al regular positivamente los genes relacionados con la defensa.

La prevalencia de la enfermedad de la antracnosis poscosecha en el mango compromete gravemente su calidad causando pérdidas económicas sustanciales.

Glicina betaína y MiWRKY en mango

Si bien la glicina betaína ha demostrado ser un conservante ecológico prometedor con diversos beneficios bioquímicos, sus efectos específicos sobre la calidad del mango y la resistencia a las enfermedades contra C. gloeosporioides, así como el papel regulador de MiWRKY, siguen en gran parte sin explorarse.

En una investigación actual, se estudiaron los efectos del tratamiento con glicina betaína sobre la calidad de la fruta del mango, la fisiología poscosecha y la actividad antioxidante. 

Además, fue evaluada la eficacia de la glicina betaína para suprimir el desarrollo de C. gloeosporioides y se examinó el papel funcional de MiWRKY a través de ensayos de sobreexpresión transitoria y silenciamiento de genes inducidos por virus. 

Los resultados revelaron que el tratamiento con 10 mM de glicina betaína suprime significativamente el aumento del índice de enfermedad al tiempo que preserva la acidez titulable y los contenidos de ácido ascórbico (vitamina C) en comparación con el control. 

El tratamiento con glicina betaína también reduce la tasa de respiración, la permeabilidad de la membrana celular y el contenido de malondialdehído (indicador de estrés eoxidatvo), manteniendo la firmeza de la fruta y retrasando el ablandamiento durante el almacenamiento. 

Además, el tratamiento con glicina betaína mejora las actividades de las enzimas antioxidantes, incluyendo la fenilalanina amoniaco-liasa, la 4-cumarato-CoA ligasa, la chalcona isomerasa y la catalasa, promoviendo la acumulación de compuestos antioxidantes como fenoles totales, flavonoides y lignina. 

Un ensayo in vivo demostró además que glicina betaína altera la estructura del micelio fúngico e inhibe la germinación de esporas fúngicas en frutos de mango heridos. 

Además, el tratamiento con glicina betaína aumenta significativamente los niveles de transcripción de genes clave, incluyendo MiPAL, Mi4CL, MiCHI y MiWRKY53. 

Estos hallazgos demuestran que la glicina betaína exógena mejora la calidad de almacenamiento y que MiWRKY mejora la resistencia a las enfermedades al regular la capacidad antioxidante en los mangos. 

Esta investigación proporciona una base para la aplicación de glicina betaína en mangos y otras frutas tropicales.

Resumen gráfico según Niu, X. et al, 2025.

Fuentes

Niu, X.; Hu, Y.; Wang, X.; Li, R.; Li, W.; Shao, Y. (2025).
Glycine betaine and MiWRKY53 enhance antioxidant capacity and disease resistance against Colletotrichum gloeosporioides in mango fruit
Postharvest Biology and Technology, 224:113464

Imagen
https://www.3rlab.com.br/manga-uma-das-frutas-mais-consumidas-no-mundo/
Acceso el 04/03/2025.