Inducción de resistencia a patógenos y al daño por frío mediante tecnologías físicas no contaminantes

La Dra. Carmen Merodio, investigadora científica del ICTAN, participó en la Charla 26 de Biblioteca Horticultura para explicar las principales líneas de investigación del grupo POSTBIOTEC

Desde su creación, el grupo de investigación POSTBIOTEC, Biotecnología y Calidad Posrecolección, en el ICTAN-CSIC, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición – Consejo Superior de Investigaciones Científicas, se ha centrado en la evaluación y mecanismo de acción de tecnologías físicas no contaminantes como inductoras de resistencia al ataque fúngico y al daño por frío, utilizando herramientas moleculares.

Destaca el estudio sobre altas concentraciones de CO2 en el control del proceso de maduración y la mejora de la calidad de frutos sensibles al ataque fúngico y alteraciones fisiológicas.

De los resultados alcanzados sobre el control de la maduración destacan los realizados sobre poliaminas-etileno, metabolismo de azúcares y fructo-oligosacáridos y disponibilidad de agua.

Por su utilidad industrial, los realizados con proteínas relacionadas con la patogénesis, con actividad crioprotectora y antifúngica.

Además, se ha llevado a cabo la caracterización de genes y factores de transcripción asociados a los mecanismos de tolerancia a bajas temperaturas, así como de proteínas de choque térmico.

Recientemente, y mediante el empleo de herramientas ómicas, como RNAseq, se pretende elucidar la modulación de genes implicados en la mejora de calidad observada tras el tratamiento con altos niveles de CO2.

El grupo ha liderado diferentes acciones especiales del CSIC, contratos con la industria (CSIC 2003707; IF 110105030010) y ha desarrollado una investigación de calidad con publicaciones en revistas de alto impacto y sin perder el carácter tecnológico-aplicado de las mismas, con tres patentes generadas (PCT/ES2352924; ES2334743; ES2334741).

El grupo de investigación POSTBIOTEC ha dirigido y gestionado los siguientes proyectos: proyectos europeos STD2 nº 0266 ES (JR) y TS3* CT93-0205, así como FP7-PEOPLE-2012-CIG-321694 y proyectos del Plan Nacional de Tecnología de Alimentos (CICYT) (ALI91-1409-CE; ALI92-1272; ALI96-0506-CO3-O2; ALI99-0954-CO3-O1; AGL2001-5118-E/ALI; AGL2001-26742; AGL2002-02308, AGL2005-04502; AGL2008-02949;AGL2011-26742;AGL 2011-27741, AGL2014-53081; AGL2017-85291-R; PID2020-113965RB-I00/AEI/ 10.13039/501100011033). Además, ha participado en diferentes COST: COST CA18210 (2019-2023), COST FA1106 (2012-2016); COST 924 (2005-2009), COST 859 (2005-2009), Convenio Bilateral CSIC-Instituto de investigaciones Agropecuarias, INIA, Chile (enero 2010-diciembre 2011).

Esquema de los principios de las investigaciones del Grupo

 

Proyectos de investigación concedidos en los últimos 10 años

– PID2020-113965RB-I00/ AEI / 10.13039/501100011033. Efecto de tratamientos gaseosos de corta duración en la calidad postcosecha de frutos rojos conservados a bajas temperaturas. Estrategias moleculares y metabólicas. IP: M.T. Sanchez-Ballesta e Irene Romero. MICINN (01/09/2021-31/08/2024), 166.500 €.
– AGL2017-85291-R. “Análisis holístico de la calidad de fresa y uva de mesa en las fases críticas del periodo de comercialización utilizando herramientas moleculares”IP: Carmen Merodio y M. I. Escribano. MICINN (01/01/2018-31/12/2020), 114.950 €.
– AGL2014-53081-R . “Mecanismos moleculares implicados en la mejora de la calidad de uva y fresa mediante modulación del metabolismo fermentativo por altas concentraciones de CO2 y etanol”. IP: M.Teresa Sánchez-Ballesta y Carmen Merodio. DGICYT (2015-2017). 157.300 €.
– GL2011-26742. “Identificación de marcadores bioquímicos y moleculares regulados por alto CO2 asociados al incremento en la tolerancia de uva de mesa a bajas temperaturas de conservación”. IP: M. Isabel Escribano Garaizábal. MICINN (2012-2014). 145.200€.
– AGL2008-02949. “Estrategias fisiológicas y moleculares sobre la osmoprotección inducida por altos niveles CO2 para modificar el status del agua en frutos a bajas temperaturas”. IP: Carmen Merodio. MICINN (2009-2012). 163.350€.

Publicaciones mas relevantes los últimos 5 años

Vazquez-Hernandez, M.; Romero, I., Sanchez-Ballesta, M.T.; Merodio C., Escribano, M.I. Functional characterization of VviDHN2 and VviDHN4 dehydrin isoforms from Vitis vinifera (L.): An in silico and in vitro approach. Plant Physiology and Biochemistry 158,146-157 (2021). https://doi:10.1016/j.plaphy.2020.12.003

Del Olmo, I., Blanch, M., Romero, I. Vazquez-Hernandez, M., Sanchez-Ballesta, M.T., Escribano, M.I., Merodio C. Involvement of oligosaccharides and sucrose-related genes on sucrose retention in strawberries from ripening to shelf-life. Postharvest Biology and Technology 169: 111301 (2020). https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2020.111301

Vazquez-Hernandez, M., Blanch, M., Sanchez-Ballesta, M.T., Merodio, C., Escribano, M.I. High CO2 alleviates cell ultrastructure damage in Autumn Royal table grapes by modulating fatty acid composition and membrane and cell oxidative status during long-term cold storage. Postharvest Biology and Technology 160, 111037 (2020). http://dx.doi.org/10.1016/j.postharvbio.2019.111037

Romero, I., Vazquez-Hernandez, M., Maestro-Gaitan, I., Escribano, M.I., Merodio C., and Sanchez-Ballesta, M.T. Table grapes during postharvest storage: a review of the mechanisms implicated in the beneficial effects of treatments applied for quality retention. International Journal of Molecular Sciences 21, 9320 (2020).https://doi.10.3390/ijms.21239320.

Blanch, M., Alvarez, I., Sanchez-Ballesta, M.T, Escribano, M.I., Merodio, C. Involvement of fatty acids in the response to high CO2 and low temperature in harvested strawberries. 2019. Postharvest Biology and Technology 147: 196-205 (2019). https://doi.10.1016/j.postharvbio.2018.10.001

Romero, I., Alegria-Carrasco, E., Gonzalez de Pradena, A., Vazquez-Hernandez, M., Escribano, M.I., Merodio C., and Sanchez-Ballesta, M.T. WRKY transcription factors in the response of table grapes (cv. Autum Royal) to high CO2 levels and low temperature. Postharvest Biology and Technology, 150:42-51 (2019). https://doi.10.1016/j.postharvbio.2018.12.011

Romero, I., Casillas-Gonzalez, A.C., Carrazana-Villalba, S.J., Escribano, M.I., Merodio, C., Sanchez-Ballesta, M. T. Impact of high CO2 levels on heat shock proteins during postharvest storage of table grapes at low temperature. Functional in vitro characterization of VVIHSP18.1. Postharvest Biology and Technology 145: 108-116 (2018). https://doi.10.1016/j.postharvbio.2018.06.006

Vazquez-Hernandez, M., Romero, I., Escribano, M.I., Merodio, C., Sanchez-Ballesta, M.T. Deciphering the role of CBF/DREB transcription factors and dehydrins in maintaining the quality of table grapes cv. Autumn Royal treated with high CO2 levels and stored at 0ºC. Frontiers in Plant Science 8:1591 (2017).
https://doi.10.3389/fpls.2017.01591

Blanch, M., Álvarez, I., Sanchez-Ballesta, M.T., Escribano, M.I., and Merodio, C. Trisaccharides isomers, galactinol and osmotic imbalance associated with CO2 stress in strawberries. Postharvest Biology and Technology, 131: 84–91. (2017).
https://doi.10.1016/j.postharvbio.2017.05.008.

Rosales, R., Romero, I., Fernandez-Caballero, C., Escribano, M.I., Merodio, C., and Sanchez-Ballesta, M.T. Low temperature and short-term high CO2 treatment in postharvest storage of table grapes at two maturity stages: Effects on transcriptome profiling. Frontiers in Plant Science, 7:1020 (2016). https://doi.10.3389/fpls.2016.01020

Divulgación
Romero, I., Blanch, M., Sanchez-Ballesta, M.T., Escribano, M.I., Merodio, C. Ventajas de la utilización de atmósferas con altos niveles de CO2 en la calidad de frutos. Horticultura (2017). https://www.interempresas.net/Horticola/Articulos/183396-Ventajas-de-la-utilizacion-de-atmosferas-con-altos-niveles-de-CO2-en-la-calidad-de-frutos.html

Romero, I., Vazquez-Hernandez, M., Domínguez, I., Escribano, M.I., Merodio C., and Sanchez-Ballesta, M.T. Mejora de la calidad postcosecha de la uva de mesa mediante la aplicación de tratamientos cortos con altas concentraciones de CO2. Horticultura 351, 70-74 (2020). https://www.interempresas.net/Horticola/Articulos/321187-Mejora-calidad-postcosecha-uva-mesa-mediante-aplicacion-tratamientos-cortos-altas.html

 

Imagen principal
Grupo POSTBIOTEC, Departamento de Caracterización, Calidad y Seguridad, ICTAN-CSIC, https://www.ictan.csic.es

Más información sobre la Charla 26 – Relación robótica viticultura e investigación en fisiología poscosecha

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