Tratamiento de choque con agua fría para mejorar la tolerancia al frío de papaya

La papaya (Carica papaya L. familia Caricaceae) es una de las frutas más cultivadas en las zonas tropicales y subtropicales, y nutritivas, siendo rica en ácido ascórbico (vitamina C), carotenoides, proteínas y carbohidratos. Como fruta climatérica, se producen muchos cambios metabólicos y fisiológicos, durante la maduración después de la cosecha, entre ellos, la adquisición de una suave textura , sabor dulce y también, susceptibilidad a enfermedades. 

El almacenamiento en frío es un componente esencial en la logística de los productos frescos, ya que el control adecuado de las temperaturas puede inhibir el metabolismo bioquímico, reducir el deterioro por patógenos y prolongar la vida útil. Este enfoque de almacenamiento ha demostrado ser uno de los métodos más eficaces para preservar los productos alimenticios.

Daños por frío y mitigación  

El daño por frío es una forma de estrés abiótico. Las frutas como la papaya, al ser altamente perecederas, son propensas al estrés oxidativo durante el almacenamiento poscosecha a baja temperatura debido a la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS). 

El frío también provoca en estas  fruta un aumento de la permeabilidad de las membranas plasmáticas y peroxidación lipídica, lo que conduce a una menor estabilidad de almacenamiento y a pérdidas económicas. 

Enzimas clave como la superóxido dismutasa, la catalasa, la peroxidasa, la ascorbato peroxidasa y la fenilalanina amoniaco liasa, entre otras, colaboran para eliminar o minimizar el daño oxidativo ocasionado por las ROS. 

Además, la acumulación de sustancias metabólicas, como la sacarosa, la prolina, los flavonoides, los polifenoles, etc,, también pueden desempeñar un papel fundamental en la mitigación del daño inducido por las ROS.

En la actualidad, se han explorado varios métodos como posibles soluciones para reducir los síntomas del daño por el frío en frutas, incluyendo la aplicación de fenilalanina, óxido nítrico (NO), melatonina, 1-metilciclopropileno, entre otros. 

Genes involucrados

La adaptación al frío en frutas está fuertemente influenciada por una serie de genes, en que el grupo COR, es un regulador clave, y se considera uno de más estrechamente relacionados con el estrés y la respuesta al frío.

Actualmente, numerosos estudios han destacado el papel crucial de los genes COR en la mejora de la tolerancia al frío y el mantenimiento de la calidad poscosecha de la fruta. 

Efectividad del tratamiento de choque con agua fría 

Una investigación reciente tuvo como objetivo investigar los patrones de expresión del gen CpCOR1 en la fruta de papaya a temperaturas bajas y ambiente, y la capacidad antioxidante mediante ensayos de sobreexpresión génica.

Basándose en los efectos del tratamiento de choque frío (con agua a 3 ℃ por media hora) en la reducción del índice de daño por frío, el estudio se centró en dilucidar el papel de CpCOR1, un gen que codifica una proteína regulada por el frío, en la manifestación del daño por frío inducido por baja temperatura.

Los resultados demuestran que el choque helado previo reduce significativamente el daño por el frío, preservando al mismo tiempo la microestructura celular y mitigando el aumento de la permeabilidad de la membrana celular durante el almacenamiento a 5 ℃ y 25 ℃.

El análisis del transcriptoma y la qRT-PCR* revelaron una regulación positiva sustancial del gen CpCOR1 en la papaya durante el choque helado en comparación con la fruta de control. 

Además, los ensayos de bioinformática y localización subcelular revelaron que CpCOR1 tiene una secuencia codificante de 606 pb (pares de bases) y una secuencia que codifica un polipéptido de 201 residuos de aminoácidos, el cual se localiza en la membrana celular. 

Además, la sobreexpresión de CpCOR1 reduce la acumulación de malondialdehído (indicador de estrés oxidativo) y mantiene mayores actividades de las enzimas antioxidantes, como la catalasa y la ascorbato peroxidasa. 

Estos hallazgos demuestran que el tratamiento de choque frío es una estrategia eficaz para retardar la aparición del daño por baja temperatura, y que CpCOR1 desempeña un papel fundamental en la mejora de la resistencia al frío y la actividad antioxidante en los frutos de papaya.

* RT-qPCR, o PCR (reacción en cadena de la polimerasa) de transcripción inversa cuantitativa, combina los efectos de la transcripción inversa y la PCR cuantitativa o PCR en tiempo real para amplificar y detectar objetivos específicos. RT-qPCR tiene varias aplicaciones, incluida la cuantificación de niveles de expresión genética, la validación de ARN de interferencia (ARNi) y la detección de patógenos como virus.

Fuentes

Nian, Y.; Aslam, M; M.; Wang, X.; Gu, H.; Li, W.; Shao, Y.
The CpCOR1 gene enhances cold tolerance and antioxidant activity of papaya fruit in response to postharvest chilling stress
Postharvest Biology and Technology, 218:113154.

https://www.sigmaaldrich.com › genomics › rt-qpcr Acceso el 22/10/2024.

Imagen:
https://thrivemeetings.com/2017/06/papaya/ Acceso el 22/10/2024.