En busca de la ciruela perfecta
Los consumidores desean ciruelas con una pulpa agridulce y suficientemente suave; los agricultores quieren una fruta que no se maltrate o se eche a perder antes de llegar a las tiendas y estas últimas buscan fruta que dure más tiempo en los estantes.
Pero lograr ese balance, que permitiría a los productores obtener un mejor precio por su producto y al consumidor y comerciante comprar fruta de mejor calidad y duración, es realísticamente difícil.
Por ello, un equipo de investigadores del Departamento de Ciencias de las Plantas de la Universidad de California en Davis se ha dado a la tarea de estudiar el proceso de maduración de las ciruelas.
Hasta ahora, Po-Kai Huang, un investigador postdoctorado, ha identificado tres grupos de genes que corresponden al ablandamiento de la fruta en diferentes ritmos. También descubrió otros factores que contribuyen al mismo proceso de ablandamiento.
Aunque se requiere de más trabajo para desentrañar factores aparentemente contradictorios en la maduración de la fruta, el trabajo de Huang apunta a áreas que pueden ayudar a los cultivadores de árboles frutales en el futuro. Las ciruelas son el modelo para otras frutas en la familia de los Prunus, incluyendo duraznos, chabacanos y ciruelas pasas. Los avances en esta área pueden ahorrar a los agricultores dinero y ayudar a obtener mejores precios por su cosecha. La reducción de desechos también puede prevenir la contaminación, porque la fruta dañada con frecuencia termina en los basureros y produce gases de efecto invernadero cuando se descompone.
Este trabajo puede impactar a una gran parte de la industria frutícola de California. De acuerdo con el Departamento de Alimentos y Agricultura de California, juntos, los cultivos de ciruelas, duraznos, chabacanos y ciruelas pasas fueron evaluados en cerca de 722 millones de dólares en el 2022. El estado produce la mayor parte de estas frutas en todo Estados Unidos. Sin embargo, estos cultivos se enfrentan a una gran cantidad de retos y la producción de chabacanos se ha reducido en años recientes.
Huang trabajó en el Proyecto con Carlos Crisosto, un experto en árboles frutales quien recientemente se jubiló como maestro de Extensión Cooperativa en el citado departamento. Crisosto concibió la idea en medio de un trabajo previo para entender la biología de cómo se ablanda la fruta mientras madura y después de ser cosechada.
Diane Beckles, bióloga postcosecha y profesora también en el departamento, contribuyó a la supervisión de la biología molecular, análisis de información y redacción de un reporte. Parte de la investigación se llevó a cabo en el Centro Kearney de Investigación y Extensión Agrícola, operado por la División de Agricultura y Recursos Naturales en Parlier, California. Su reporte fue publicado en el diario BMC Plant Biology.
Al nuevo: los genes que controlan el proceso de maduración
Huang observó algunas variedades de ciruelas con patrones diferentes de maduración – algunas maduraban más temprano y otras más tarde. Conforme la fruta se madura, produce la hormona etileno, la cual causa que se ablande, explicó Beckles. Una investigación previa muestra que las variedades de ciruelas que maduran antes producen mucho etileno, las variedades que maduran y se ablandan más lentamente, producen menos etileno.
Beckles explicó la búsqueda de Huang por los genes que controlan estos diferentes ritmos de maduración:
“Primero, el análisis profundo que hizo Po-Kai de la secuencia genómica de la ciruela y especies relacionadas le ayudó a desarrollar una lista completa del número y secuencias de todos los genes de ablandamiento de la ciruela. Esto había sido poco reportado antes, porque estas familias son grandes y complicadas. Esta fue la primera contribución importante.
“Enseguida, él hizo comparaciones sobre cómo estos genes de ablandamiento y otros relacionados al etileno están presentes durante el desarrollo de los tres tipos de ciruelas”, escribió Beckles.
Huang descubrió que los genes de maduración actuaron de manera diferente dependiendo de la variedad. El grado de activación de estos genes coincidía con la cantidad de etileno que producía la fruta.
Además del etileno, Huang descubrió dos vías más que son importantes en el proceso de maduración de la fruta: primero está el papel del jasmonato, otra importante hormona que tiene muchos trabajos en el desarrollo de la planta y la fruta, incluyendo la maduración. Segundo, es el papel de las proteínas llamadas NAC de transcripción de factores. Estos activan y desactivan los genes para regular el crecimiento, desarrollo y otros procesos.
“Finalmente, se preguntó si los patrones de la expresión de genes que descubrió en estos tres tipos de ciruelas serían similares en todas las especies de ciruelas que crecieron durante otros años y ubicaciones”, continuó Beckles.
Huang miró los genes de interés para la fruta en esta muestra más grande y comparó su producción de etileno y ácido jasmónico. Descubrió que la mayoría de los genes que observó sí participan en el proceso de maduración.
Pero algunos genes no siguieron el patrón esperado, dijo Beckles, apuntando a más investigación en el futuro para entender todos los factores incluidos en esta compleja fase de la fruta.
Herramientas genéticas para cultivadores
Este trabajo “abre opciones para usar reguladores del crecimiento vegetal para controlar la maduración del árbol”, dijo Crisosto. “Durante la cosecha también se pueden tomar pasos que afectan la maduración del árbol”.
Ya que las ciruelas se cosechan manualmente, “este enfoque permitiría a los agricultores sincronizar la cosecha y reducir el número de recolecciones. Puede, incluso, abrir la posibilidad para la adaptación en un futuro a una cosecha mecánica”, escribió Crisosto.
“Los biólogos de plantas y cultivadores pueden usar esta nueva información genética para realizar cruces más efectivos en sus programas de reproducción”, agregó Crisosto.
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Lea el reporte en inglés en “Comprehensive transcriptional analysis of ethylene and softening regulation in plums with distinct climacteric ripening behaviors."
Muchas gracias a los colegas del Centro Kearney de Investigación y Extensión Agrícolas ubicado en el condado de Fresno, en donde Huang llevó a cabo parte de su investigación.
Se publicó primero en: https://www.plantsciences.ucdavis.edu/news/huang-crisosto-beckles-plums
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