La melatonina mejora la tolerancia al frío en el pepino almacenado a bajas temperaturas

Los frutos de pepino cosechados tienen una vida útil corta a temperatura ambiente. El almacenamiento en frío es el método más eficaz para conservar productos frescos y mantener la calidad. Sin embargo, los pepinos son sensibles al tratamiento prolongado a bajas temperaturas y se deterioran.

Encontrar tratamientos efectivos previos al almacenamiento en frío es crucial para prevenir daños en los frutos de pepino. 

La melatonina, un regulador de la fisiología vegetal

La melatonina es una molécula asociada a un papel regulador vital y diverso en la respuesta fisiológica y molecular de las plantas. 

La exposición del sistema vegetal a la melatonina puede influir en los cambios fisiológicos y moleculares involucrados en las respuestas al estrés y la modulación de otras hormonas vegetales.

Además, se ha demostrado que el tratamiento con melatonina previo al almacenamiento tiene una capacidad decisiva para mejorar las propiedades físico-químicas y retrasar el daño por el frío en productos frutícolas. Esta sustancia surge como una solución natural prometedora para mitigar el estrés por frío en la fruta poscosecha. 

Los estudios sugieren que puede actuar como un poderoso antioxidante, eliminando los radicales libres producidos durante el almacenamiento en frío y protegiendo los componentes celulares. Desencadena la producción de moléculas protectoras del estrés, estabiliza las membranas celulares e incluso modula la expresión genética para mejorar la resiliencia general contra los efectos del frío. 

Este enfoque multifacético convierte a la melatonina en un candidato muy atractivo para prolongar la vida útil y preservar la calidad de las frutas almacenadas a bajas temperaturas. 

Las poliaminas y el estrés por frío

Las poliaminas* son biomoléculas importantes que tienen funciones reguladoras en las respuestas al estrés por frío, han sido identificados mediante el uso de técnicas bioinformáticas varios genes involucrados en la biosíntesis de poliaminas en pepino. Entre ellos, los que codifican las enzimas arginina descarboxilasa, ornitina descarboxilasa, espermidina sintasa descarboxilasa, S-adenosilmetionina descarboxilasa y acaulis-termospermina sintasa.

Las poliaminas juegan un papel importante debido a su capacidad para unirse con compuestos aniónicos en la membrana celular y capturar radicales libres, estabilizando así la bicapa lipídica de las membranas plasmáticas y previniendo su deterioro. 

Además, varios estudios han demostrado que las poliaminas pueden modular los metabolitos del estrés, las enzimas antioxidantes y la señalización en vías específicas.

La melatonina induce la presencia de poliaminas

Estudios realizados anteriormente, han mostrado que la fruta de pepino almacenada en frío tratada previamente con melatonina presenta niveles elevados de poliaminas y un mayor contenido de ácido abscísico a través de la regulación positiva de la transcripción del gen Cszat12. 

La melatonina reduce los daños por frío en pepino

En una investigación actual, fue aplicada melatonina 100 µM durante 15 minutos en frutos de pepino y almacenados durante 15 días a 4 °C. Los resultados mostraron una significativa reducción de los niveles de daño por el frío. De manera similar, el tratamiento con melatonina minimiza el contenido de malonaldehído (un marcador de estrés oxidativo) y la fuga de iones. También fue verificado que varios genes relacionados con la formación de poliaminas son regulados positivamente en frutas tratadas con melatonina. 

Experimentos realizados en estos ensayos mostraron también que un factor de transcripción, CsMYB44, se localiza en el núcleo celular desempeñando un papel activador transcripcional de los genes involucrados en la síntesis de poliaminas, aliviando el deterioro por el frío y proporcionando información útil sobre la tolerancia al frío en el pepino poscosecha.

* Las poliaminas son moléculas de naturaleza policatiónica presentes en plantas, animales y microorganismos. En los primeros actúan como fitohormonas, es decir, reguladores del desarrollo y que afectan aspectos del desarrollo, crecimiento, senescencia y respuesta al estrés. Un ejemplo es la espermidina.

Las poliaminas más eminentes en las plantas son la diamina putrescina, la triamina espermidina y la tetraamina espermina. Debido a su naturaleza policatiónica, pueden unirse y estabilizar polímeros ricos en cargas negativas como el ADN y también fosfolípidos y proteínas. Estas funciones también se postulan para animales y microorganismos.

Observación: en solución acuosa y pH fisiológico, los grupos H2N- están protonados en la forma catiónica +H3N- y +H2N-

Fuentes 

Madebo, M. P.; Umar, S.; Bokhary, F.; You, W.; Bao, Y.; Ru, X.; Zheng, Y.; Jin, P. (2024). Melatonin improves cold storage tolerance in cucumber via CsMYB44-mediated transcriptional activation of the polyamine biosynthesis gene Family. Postharvest Biology and Technology, 213: 112937. 

https://pt.wikipedia.org/wiki/Poliamina Acceso el 29/06/2024. 

Imagen

https://www.megacurioso.com.br/saude-bem-estar/124974-pepino-e-fruta-ou-legume-veja-os-beneficios-desse-vegetal-para-a-saude.htm  Acceso el 29/06/2024.