El ácido abscísico y el etileno coordinan la maduración de frutos bajo estrés abiótico
Las hormonas ácido abscísico y etileno son orquestadoras esenciales de alteraciones significativas en el desarrollo de los frutos en respuesta a factores estresantes abióticos
Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica
La maduración de los frutos, un fenómeno caracterizado por una serie de eventos fisiológicos y bioquímicos intrincados, está marcada por el fenómeno de desverdización y la degradación orquestada de las paredes celulares. Estos procesos coordinados contribuyen colectivamente a alteraciones rápidas en las vías metabólicas, que culminan en la acumulación de diversos metabolitos primarios y secundarios, incluidos azúcar, flavonoides y carotenoides.
Los frutos carnosos se pueden clasificar ampliamente en dos grupos (climatéricos y no climatéricos) distintos según el perfil de respiración durante la etapa de maduración. El primer grupo, denominado frutos climatéricos, incluye tomate (Solanum lycopersicum), melocotón (Prunus persica), plátano (Musa spp.), manzana (Malus pumila), kiwi (Actinidia deliciosa), aguacate (Persea americana), y papaya (Carica papaya), entre otros.
Al comienzo de la maduración, las frutas climatéricas muestran un estallido de respiración y un aumento brusco en la producción de etileno, que sirve como una señal crucial para el inicio y la coordinación del proceso.
Maduración en frutos no climatéricos
Por otro lado, el etileno parece tener un efecto menos significativo y no siempre inicia el proceso de maduración en frutas no climatéricas, como la fresa (Fragaria ananassa), la naranja (Citrus sinensis), el pomelo (Citrus paradisi), entre otros.
Se cree que la hormona principal que controla este proceso es el ácido abscísico. Sin embargo, se ha demostrado que otras hormonas, como el metil jasmonato y los brasinoesteroides, son cruciales para controlar el proceso de maduración en frutos no climatéricos.
Factores ambientales que rigen la maduración
Además de los factores endógenos, el proceso de maduración de la fruta está intrincadamente regido por factores ambientales. Las frutas exhiben un sistema de monitoreo adaptativo en respuesta al estrés abiótico como la sequía, la salinidad o el estrés térmico, que impactan significativamente varios aspectos de la transición de la maduración.
Estos efectos abarcan alteraciones en la acumulación de carotenoides y antocianinas, modulación del contenido de azúcar, ajustes en el sistema antioxidante, mantenimiento de la integridad de la pared celular y modulación de la maduración en curso.
En condiciones de salinidad excesiva, los cultivos a menudo experimentan una reducción del rendimiento en la cosecha, lo que conduce a una disminución del tamaño de la fruta y una progresión acelerada de la maduración, lo que resulta en una vida útil más corta.
Sin embargo, estas condiciones de estrés pueden inducir un aumento en la acumulación de compuestos nutracéuticos, elevar los niveles de azúcar y mejorar los sistemas antioxidantes.
Por el contrario, las temperaturas elevadas contribuyen a retrasar el tiempo de maduración.
En una escala más amplia, los tratamientos de enfriamiento se emplean con frecuencia como una alternativa para extender la vida útil de las frutas después de la cosecha. Sin embargo, esta práctica tiene el inconveniente de inducir lesiones por frío, remodelación de la pared celular y una posible pérdida de sabor hacia el final del proceso de maduración.
Estos hallazgos subrayan la intrincada interacción entre el estrés abiótico y la dinámica de maduración de las frutas, ofreciendo información valiosa para las prácticas agrícolas y la gestión poscosecha destinadas a optimizar tanto el rendimiento como la calidad de la fruta.
Ácido abscísico y etileno en la maduración bajo condiciones de estrés
Recientemente, se ha dilucidado la interacción funcional y la sinergia entre el ácido abscísico y el etileno durante las primeras etapas de la maduración de la fruta. Estas dos hormonas exhiben una interacción matizada que demuestra modos de interacción tanto antagónicos como sinérgicos que dependen de la etapa de desarrollo del órgano o tejido, y la especie.
En frutos climatéricos carnosos, una interacción compleja entre el ácido abscísico y etileno orquesta el proceso de maduración. La señal iniciada por el ácido abscísico estimula un aumento en la producción de etileno, desencadenando así aspectos muy significativos en la maduración de la fruta.
Estudios actuales han abordado la influencia del etileno en frutas no climatéricas y el ácido abscísico como un regulador importante que influye en la maduración en esta categoría.
Tanto el ácido abscísico como el etileno son esenciales para el desarrollo y la maduración de la fruta, así como para las reacciones adaptativas a los estresores abióticos.
El etileno induce la transcripción de muchos genes relacionados con la maduración, lo que da lugar a las características distintivas de las frutas maduras tanto en frutas climatéricas como no climatéricas.
De manera similar, el ácido abscísico puede considerarse un elemento adicional de control de la maduración por varias razones; por ejemplo, se ha observado un marcado aumento de la acumulación de el ácido abscísico antes de la liberación de etileno durante el proceso de maduración en ambas frutas climatéricas y no climatéricas.
La aplicación de ácido abscísico exógeno mejora la producción de varios metabolitos involucrados y promoviendo así la maduración de las frutas.
Estos hallazgos han demostrado que ambas hormonas (ácido abscísico y etileno) son orquestadoras esenciales de alteraciones significativas en el desarrollo de los frutos en respuesta a factores estresantes abióticos como la sequía, la salinidad de los suelos y las fluctuaciones de temperatura, ofreciendo posibles estrategias para mejorar la resiliencia de los frutos carnosos frente a futuros escenarios de cambio climático.
Fuentes
Bianchetti, R.; Ali, A.; Gururani, M. (2024).
Abscisic acid and ethylene coordinating fruit ripening under abiotic stress
Plant Science, 349: 112243
https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2024.112243
Imagen
https://chicoterra.com/2023/11/29/onda-de-calor-intenso-provoca-estresse-termico-em-frutas-e-hortalicas/ Acceso el 20/09/2024.
