Relación entre madurez y sensibilidad al frío en tomate

El tomate (Solanum lycopersicum L. familia Solanaceae) se encuentra entre las frutas y hortalizas más consumidas a nivel mundial. Caracterizado por un ciclo de crecimiento corto, alta productividad y rico contenido nutricional, se reconoce como un cultivo hortícola con un valor económico importante. 

Simultáneamente, debido a su tamaño genómico relativamente pequeño, la abundancia de mutantes y la variedad de herramientas de biología molecular, el tomate se ha consolidado como una planta modelo clásica, con una importancia crucial para la investigación.

Análisis de metabolitos

En los últimos años, el análisis de metabolitos importantes en el tomate se ha centrado principalmente en el diferencial entre tejidos y variedades específicas. 

Para determinar el valor nutricional de los tomates domésticos, ha sido realizado una investigación detallada sobre los niveles de aminoácidos, ácidos orgánicos y el compuesto bioactivo ácido γ-aminobutírico (GABA).

También, se han estudiado en forma comparativa la variedad de metabolitos entre la pulpa y la cáscara de las frutas y, posteriormente, se estableció una base de datos completa del metaboloma del tomate que abarca cientos de metabolitos. 

Metabolitos, atributos de calidad e inducción de resistencia

Además, investigaciones previas han demostrado que 28 metabolitos presentes en los frutos maduros de tomate muestran correlaciones significativas con la calidad, el sabor y los atributos gustativos del fruto. En particular, se ha demostrado que el 3-metilbutanol mejora sustancialmente la dulzura. 

Asimismo, se ha demostrado que algunos metabolitos desempeñan un papel fundamental en la inducción de resistencia.

Por ejemplo, el ácido 1-cafeoilquínico puede optimizar la función del aparato fotosintético. Investigaciones previas han demostrado que un aumento en el contenido de ácido 1-cafeoilquínico puede mejorar la eficiencia de la captura y conversión de energía luminosa en los fotosistemas, manteniendo así una tasa fotosintética relativamente alta y proporcionando energía para que la planta resista bajas temperaturas. 

En condiciones de baja temperatura, el ácido 1-cafeoilquínico puede promover la síntesis y acumulación de azúcares solubles en las plantas, lo que ayuda a ajustar la presión osmótica de las células. 

La fase óptima para el consumo de la fruta se caracteriza por un período de transición entre la maduración y la senescencia. Sin embargo, en esta etapa, la fruta es más propensa a los factores de estrés ambiental. 

Los tomates cosechados en plena madurez suelen presentar mayor calidad nutricional. Pero debido a su textura relativamente blanda, son muy susceptibles a la infección por hongos fitopatógenos, lo que reduce su vida útil. 

Para evitar el deterioro, los tomates se suelen cosechar en la etapa de maduración verde y posteriormente se dejan madurar durante el transporte o en el local de destino. 

Cosechar los tomates antes de su plena maduración es una estrategia eficaz para prolongar su vida útil. No obstante, la privación del suministro de energía y nutrientes de la planta madre a menudo conduce a una calidad inferior, lo que repercute negativamente en la relación azúcar-acidez, los perfiles de compuestos volátiles, la textura y el peso.

Explorar maneras de mantener la calidad nutricional de las frutas poscosecha y, al mismo tiempo, mejorar su resistencia al estrés surge como una prometedora línea para futuras investigaciones.

Nivel de madurez y sensibilidad al frío

La refrigeración es un método fundamental para ralentizar el proceso de envejecimiento y preservar la calidad de las frutas cosechadas al reducir la respiración, suprimir determinadas reacciones bioquímicas, disminuir la incidencia de infecciones fúngicas y minimizar la pérdida de agua. 

No obstante, los tomates, al igual que otros cultivos tropicales y subtropicales, son muy sensibles a las bajas temperaturas. El daño por frío poscosecha se observa con frecuencia en productos agrícolas susceptibles cuando se almacenan a temperaturas inferiores a 12,5 °C. 

Las frutas verdes exhiben una vida útil más larga en comparación con las frutas que presentan los colores preamarillo y amarillo; sin embargo, son vulnerables al estrés por frío. 

Además, investigaciones han demostrado que las frutas de tomate maduras naturalmente poseen un sabor y aroma superiores en comparación con las maduradas después de la cosecha.

Después de la cosecha, las frutas, privadas del suministro de nutrientes exógenos, pueden contrarrestar el estrés ambiental simplemente consumiendo y transformando continuamente sus sustratos metabólicos internos. 

Metabolitos inducidos por bajas temperaturas en tomates de diferentes niveles de madurez

Se compararon y analizaron los metabolitos diferenciales de tomates bajo maduración natural, posmaduración y estrés por bajas temperaturas mediante análisis metabolómicos, y se encontraron sustancias correguladoras clave, proporcionando una referencia para mantener la calidad de la fruta y mejorar la resistencia al estrés.

Se observó que los procesos de posmaduración y senescencia dan lugar a sustancias fenilpropanoides adicionales. Además, de estas etapas durante la maduración natural, se identificaron un alcaloide (cafeína) y dos flavonoides (2,3-dihidro-2-fenil-4H-benzopiran-4-ona, cianoglucosa-3-rutinósido). 

En el caso de las frutas verdes, las bajas temperaturas enriquecieron principalmente el metabolismo de nucleótidos, la transducción de señales de fitohormonas, el metabolismo de la galactosa y las vías de biosíntesis de flavonas y flavonol. 

En cuanto a la maduración de las frutas rojas, las bajas temperaturas también incrementaron los metabolitos relacionados con el estrés; en particular, el ácido 1-cafeoilquínico mostró un patrón de regulación positiva tanto en la fruta verde madura como en la fruta roja en maduración bajo la influencia de baja temperatura, mientras que la cafeína se reguló negativamente en ambas etapas. 

Independientemente de si la fruta se encuentra  en la etapa verde o en la etapa roja de maduración, la regulación positiva de metabolitos inducida por baja temperatura no se superpuso con la regulación positiva de metabolitos inducida por temperatura ambiente. 

Sin embargo, la sobreexpresión de metabolitos inducida por bajas temperaturas coincide con la de sus metabolitos estimulados por temperaturas normales, lo que sugiere una relación reguladora compleja y potencialmente antagónica entre las respuestas metabólicas normales y a bajas temperaturas en el tomate. 

Estos resultados indican que el ácido 1-cafeoilquínico y la cafeína son metabolitos clave involucrados en la maduración, el envejecimiento y la respuesta al estrés por bajas temperaturas del fruto.

Fuentes

Shu   P.; Sheng, J.; Qing, Y.; Shen, L. (2025).
Metabolomic profiling unveils metabolites that are co-regulated by the tomato fruit ripening and the cold stress response
Postharvest Biology and Technology, 224: 113473

Imagen
https://webrun.com.br/beneficios-tomate/  Acceso el 21/03/2025.