Profundización en la genética del ablandamiento del tomate

El tomate, (Solanum lycopersicum familia Solanaceae) es una de las frutas hortalizas más populares a nivel mundial; es conocido por  su riqueza  nutricional, rico en vitaminas A y C, licopeno, potasio y magnesio. 

Es un alimento versátil que pode ser consumido crudo o cocido, lo que lo hace muy apreciado por los consumidores.

El ablandamiento compromete la vida útil

Sin embargo, el problema del ablandamiento de la fruta durante el almacenamiento poscosecha se ha convertido en un factor clave que influye en la calidad y el valor de mercado del tomate.

El ablandamiento es una característica distintiva crucial que indica el proceso de maduración de las frutas carnosas. Aunque este proceso es parte de la maduración natural, el ablandamiento prematuro o excesivo puede afectar gravemente la estabilidad durante el transporte y el almacenamiento de los tomates, lo que provoca pérdidas importantes acortando su vida útil.

Actualmente, el tratamiento principal para la conservación poscosecha de los tomates es el almacenamiento a baja temperatura. Sin embargo, los tomates muestran sensibilidad al frío, y la exposición prolongada en estas condiciones puede afectar negativamente su calidad.

El proceso de ablandamiento

El metabolismo de la pared celular causa principalmente el ablandamiento de la fruta. El marco de soporte de la pared celular cambia a medida que sus componentes se degradan, lo que lleva a una mayor permeabilidad celular, facilita el eflujo de fluidos celulares y contribuye a una disminución de la firmeza de la fruta. 

El análisis del transcriptoma durante el almacenamiento muestra que el ablandamiento de la fruta está significativamente correlacionado con las actividades de los componentes polisacáridos de la pared celular y las enzimas asociadas. 

Además, el nivel de expresión de genes relacionados con la degradación de polisacáridos de la pared celular se regula positivamente, lo que resulta en una disminución de la dureza de la cáscara.

Cuando la fruta se ablanda, la protopectina en la pared celular se degrada en pectina soluble, lo que reduce la adhesión intercelular y lesiona la estructura de la pared celular. 

Los componentes principales de la pared celular de las plantas son la celulosa, la hemicelulosa, la pectina y una pequeña cantidad de proteínas. Entre estos, la hemicelulosa y la pectina se conocen colectivamente como polisacáridos de la pared celular.

Enzimas como la poligalacturonidasa, la pectina liasa y la pectina metilesterasa desempeñan papeles clave en este proceso. 

En las plantas, el inositol (un polialcohol cíclico de 6 átomos de carbono) participa en la biosíntesis de xiloglucano (el componente principal de la hemicelulosa) y la pectina. 

En el paso final de la biosíntesis de este metabolito, el inositol-1-fosfato se desfosforila a inositol por la acción de la enzima inositol monofosfatasa. Este compuesto es un precursor de la síntesis de polisacáridos de la pared celular. Y esta enzima también está involucrada en la síntesis de ácido ascórbico.

Resultados del análisis metabolómico y trancriptómico

En un estudio reciente, se combinaron análisis metabolómicos y transcriptómicos para investigar los cambios metabólicos en frutos de tomate de tipo salvaje y con sobreexpresión del gene SlIMP3 (SlIMP3-OE) durante el almacenamiento para evaluar el papel regulador de SlIMP3 en este proceso. 

El metaboloma se analizó para encontrar metabolitos diferenciales que afectaran el almacenamiento de la fruta y mostró que varios azúcares como glucosa, celobiosa, alulosa, y antioxidantes (melatonina, ácido 3,4-dihidroximandélico, dihidroquercetina, ácido salicílico).

Los datos transcriptómicos se emplearon para identificar genes con expresión diferencial durante varios períodos de almacenamiento, y estos resultados se validaron utilizando PCR cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR). 

Al integrar datos metabolómicos y transcriptómicos, se identificaron genes clave expresados ​​diferencialmente y vías metabólicas a través de las cuales la sobreexpresión de SlIMP3 influye en la tolerancia al almacenamiento de la fruta.

El análisis de ómicas indica que la sobreexpresión de SlIMP3 regula la acumulación de muchos carbohidratos y antioxidantes y la expresión de genes anabólicos relacionados durante el almacenamiento de frutos de tomate. 

Estos hallados indican que la sobreexpresión de SlIMP3 modula del metabolismo de carbohidratos y antioxidantes, regulando simultáneamente la expresión de genes asociados con el metabolismo de la pared celular.

Esta investigación proporciona una nueva base teórica y una dirección para el mejoramiento de variedades de tomate con mayor tolerancia al almacenamiento, así como nuevos enfoques para mejorar la calidad de la fruta y reducir las pérdidas poscosecha.

Fuentes

Yang, Q.; Zheng, X.; Fang, X.; Zhang, Q.; Deng, J.; Han, J.; Xu, C.; Xie, Q.; Deng, W. (2025). 
Overexpression of SlIMP3 regulates sugar metabolism, antioxidant activity, and fruit softening, leading to extended shelf life of tomato fruits
Postharvest Biology and Technology, 223:113429.

Imagen
https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2024/09/22/por-que-os-tomates-comuns-nao-tem-mais-o-mesmo-sabor-de-antes.htm 
Acceso el 05/03/2025.