La fuente de la eterna juventud de las frutas podría estar en la cutícula, una delgada capa protectora que se encuentra en la superficie más externa, cuyo mecanismo molecular de biosíntesis está siendo estudiado por científicos del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) unidad Hermosillo.
A través del proyecto Elucidación del mecanismo molecular de biosíntesis de cutícula utilizando como modelo frutas tropicales, los investigadores analizan qué genes intervienen para que la cutícula permanezca en estado funcional, permitiendo que las frutas —una vez cosechadas— se conserven por mayor tiempo.
Esta investigación, a cargo del doctor Martín Ernesto Tiznado Hernández, es financiada por la Convocatoria de Investigación en Fronteras de la Ciencia 2015 del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y contempla analizar el material genético de la guanábana, la papaya y la pitahaya para hacer alteraciones que permitan aumentar la vida poscosecha.
De acuerdo con el artículo “Composición, fisiología y biosíntesis de la cutícula en plantas”, elaborado por el mismo Tiznado Hernández y otros colegas del CIAD, la cutícula tiene funciones importantes en la vida de anaquel de los productos, pues evita la acumulación de agua y partículas de polvo con el fin de mantener limpia y seca la superficie de las plantas o frutos. Además tiene un papel termorregulador en las interacciones de las plantas con el ambiente y las protege contra los rayos ultravioleta.
La cutícula participa en las interacciones planta-insecto y ayuda a evitar la proliferación de microbios patógenos, también activa el mecanismo de defensa.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el investigador refiere que el proyecto que está arrancando busca desarrollar protocolos y diseñar una estrategia que les permita modificar la cutícula de la fruta. Para ello analizarán los genes, especialmente los factores de transcripción, debido a que son los controladores maestros de muchos procesos.
“Queremos aumentar la vida de anaquel porque se puede tener una fruta fresca durante un periodo de tiempo más largo. Probablemente en la cutícula está la señal para iniciar la maduración del fruto. Por mucho tiempo se ha pensado que el etileno es el factor que inicia la maduración, pero ahora estamos en la búsqueda de otras señales”, dice.
Mayor rendimiento y más larga vida de anaquel
México es el principal productor de guanábana en el mundo con una cosecha superior a las 19 mil toneladas anuales, según el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Es el principal exportador mundial de papaya, pues en 2014 envió 121 mil toneladas a Estados Unidos generando una derrama económica de más de 580 millones de dólares, de acuerdo con la organización Propapaya. En tanto, en el territorio se cultivan alrededor de dos mil hectáreas de pitahaya, de las cuales se obtiene una producción de casi siete mil toneladas.
Estas y otras frutas podrían abrirse más camino dentro y fuera del país a través de la creación de variedades con periodos poscosecha más prolongados, que permitan su traslado a otras latitudes y su comercialización en buen estado.
En entrevista, el doctor por la Universidad Purdue, en Estados Unidos, refiere que su colega, el doctor Reginaldo Báez, sembró en él la inquietud por estudiar las propiedades de la cutícula, y al realizar una revisión de los genes que participan en su biosíntesis y conocer un mutante de tomate con una larga vida de anaquel, concluyó que el doctor Báez muy probablemente tenía razón al considerar la cutícula de las frutas como un componente clave en el fenómeno de maduración de frutos.
A la fecha, ha realizado el transcriptoma de la epidermis de mango usando tecnologías modernas de secuenciación masiva, que ha permitido generar importante información sobre los genes que participan en la síntesis de su cutícula, en tanto que ha seguido de cerca el trabajo del doctor Jocelyn K. C. Rose, de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, que ha centrado su investigación en estudiar la participación de diversos genes en la biosíntesis de la cutícula de diversas frutas.
A la par contemplan analizar el transcriptoma de aguacate que fue construido en el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio) del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), en Irapuato. Estos trabajos previos sobre los genes que participan en biosíntesis de la cutícula servirán para la presente investigación.
“Lo que queremos analizar es si existe un mecanismo molecular común de biosíntesis de cutícula en las diversas frutas. Una vez identificado el mecanismo, tendremos la posibilidad de realizar modificaciones mediante herramientas modernas de alteración genética en diversos factores de transcripción y estudiar qué sucede en el fenotipo de las frutas”, indica.
Miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), el doctor Tiznado Hernández comenta que además del análisis genético también estudian los cambios que ocurran en los componentes de la cutícula durante la poscosecha del fruto.
Este trabajo de largo aliento consta de tres etapas. En la primera se realizará el transcriptoma y se analizarán los cambios en los componentes cuticulares de guanábana; mientras que en la segunda y tercera etapas se realizará lo mismo para la pitahaya y la papaya. Cada una se llevará a cabo en un tiempo estimado de dos años de ejecución.
El doctor Martín Ernesto Tiznado Hernández explica que han integrado un sólido equipo de trabajo integrado por el doctor Reginaldo Báez, investigador del CIAD que ha realizado trabajos analizando cutícula de tres variedades de mango y además es experto en poscosecha; el profesor Jocelyn K. C. Rose, de la Universidad de Cornell que ha trabajado con la cutícula del tomate y que tiene acceso a instalaciones para realizar el transcriptoma de las frutas; en tanto que la parte de informática estará a cargo del doctor Miguel Ángel Hernández Oñate, investigador comisionado en CIAD a través del programa de Cátedras Patrimoniales del Conacyt; mientras que el propio doctor Tiznado Hernández está a cargo de los experimentos con herramientas derivadas del ADN recombinante.
También participarán en el proyecto el maestro Ángel Javier Ojeda, que posee experiencia en almacenamiento y análisis de calidad de frutos durante poscosecha, y el doctor Julio Tafolla, que realizará una estancia posdoctoral apoyando con sus conocimientos en análisis morfológico de cutícula y creación de genotecas para la plataforma Illumina.
Personal del Laboratorio de Fisiología, Bioquímica y Biología Molecular de Plantas
Por Ana Luisa Guerrero
Agencia Informativa Conacyt
