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Regulación genética de la maduración de la fresa

Regulación genética de la maduración de la fresa

El grupo de investigación BIO278 «Biotecnología y farmacognosia vegetal», dirigido por Juan Muñoz Blanco, ha desarrollado dos estudios en los que han conseguido avanzar y profundizar en el conocimiento del control molecular del proceso de maduración de la fresa. Algo fundamental dado que el estado de maduración de las frutas es clave para determinar su nivel de calidad e influir en la preferencia tanto de las personas consumidoras como de los insectos encargados de dispersar las semillas y favorecer el posterior crecimiento de futuras plantas.

España lidera el sector de la fresa en la UE siendo la provincia de Huelva la más importante en la producción de este fruto rojo ya que en torno al 95% de la producción nacional proviene de allí. Sin embargo, y como ha destacado el investigador de la Universidad de Córdoba (UCO), Francisco Javier Molina Hidalgo, del grupo BIO278 ‘Biotecnología y farmacognosia vegetal’, «entre el 5 y el 25% de la producción, dependiendo de la variedad, se pierde a causa del reblandecimiento que sufre el fruto a lo largo de su maduración, a la infección por diferentes patógenos, así como por otros factores que afectan a su calidad».

Debido a ello, «la fresa es un cultivo especialmente interesante para la aplicación y para el desarrollo de biotecnología vegetal», ha apuntado Molina Hidalgo.

En concreto, este grupo de investigación ha estudiado cómo la metilación del ADN, que es un mecanismo que regula la expresión génica, interviene en el proceso de maduración de la fresa. Para comprobarlo, el equipo investigador inyectó en las fresas un compuesto químico denominado 5-azacitidina cuya función es, precisamente, eliminar las marcas de metilación del ADN. Esto ha permitido comparar muestras tratadas, que han perdido la metilación, con muestras no tratadas, que las mantenían.

Así han comprobado que la falta de metilación detiene la maduración de las fresas ya que las zonas del fruto tratadas con5-azacitidinapermanecían blancas, mientras que el resto, no tratado, maduraba con normalidad.

Los estudios posteriores mostraron que el tratamiento con 5-azacitidina alteró el equilibrio hormonal que gobierna la maduración del fruto y la expresión de genes involucrados en la biosíntesis y degradación de dichas hormonas.

Además, han descrito la función del gen FanCXE1 (carboxilesterasa) que juega un papel importante en la producción de los compuestos volátiles de la fresa. Estos compuestos surgen durante el proceso de maduración y constituyen los aromas de la fruta. Por tanto, influyen en gran medida en la calidad de la misma. Según la investigación, la carboxilesterasa, que aparece exclusivamente en el fruto maduro, se encarga de liberar compuestos volátiles importantes.

Dado que la carboxilesterasa es fundamental en la regulación de los compuestos volátiles, “nosotros proponemos este gen como marcador para programas de breeding, o como diana para mejora genética con técnicas más actuales”, ha explicado Molina Hidalgo.

Los dos estudios, publicados en las revistas BMC Plant Biology y Horticulture Research, aportan nuevo conocimiento y herramientas que pueden ayudar a la industria no solo de la fresa, sino también de otros frutos ya que mediante técnicas de mejora genética se potenciarían las características de los alimentos más atractivas o saludables para quienes los vayan a consumir.

Referencia

Félix Juan Martínez-Rivas, Rosario Blanco-Portales, Francisco Javier Molina-Hidalgo, José Luis Caballero, Leonardo Perez de Souza, Saleh Alseekh, Alisdair R. Fernie, Juan Muñoz-Blanco & Antonio Rodríguez-Franco, “Azacytidinearrestsripening in cultivatedstrawberry (Fragaria × ananassa) byrepressingkey genes and altering hormone contents”, BMC PlantBiology, volume 22: 278 (2022), https://doi.org/10.1186/s12870-022-03670-1.

Félix Juan Martínez-Rivas, Rosario Blanco-Portales, Enriqueta Moyano, Saleh Alseekh, Jose Luis Caballero, Wilfried Schwab, Alisdair R Fernie, Juan Muñoz-Blanco, Francisco Javier Molina-Hidalgo, “Strawberry fruit FanCXE1 carboxylesterase is involved in the catabolism of volatile esters during the ripening process”, Horticulture Research, volume 9, 2022, https://doi.org/10.1093/hr/uhac095.