¿De dónde saca el melocotón su hermoso color?
¿Por qué algunos melocotones adquieren un rojo intenso mientras otros permanecen pálidos? Un equipo de científicos ha descubierto los mecanismos genéticos y hormonales que regulan el color de esta sabrosa fruta y que, de paso, abren nuevas vías para mejorar su calidad y valor nutricional.
Por Enrique Coperías
El color del melocotón procede principalmente de los pigmentos naturales presentes en su piel y pulpa: básicamente destacan dos: las antocianinas y los carotenoides. Cortesía: NisonCo PR and SEO
El melocotón es una fruta de piel aterciopelada y pulpa jugosa producida por el melocotonero (Prunus persica), un árbol originario de China y ampliamente cultivado en regiones templadas de todo el mundo.
El sabor dulce y aroma inconfundible del melocotón lo convierten en un fruto muy apreciado tanto para el consumo fresco como en conservas, postres y jugos. Además de su valor gastronómico, es rico en vitaminas A y C, fibra y antioxidantes, lo que contribuye a la salud de la piel, la digestión y el sistema inmunológico. Su característico color varía entre amarillo, anaranjado y rojo, dependiendo de la variedad y las condiciones ambientales, especialmente la exposición a la luz y la temperatura.
A nivel biológico, el color del melocotón procede principalmente de los pigmentos naturales presentes en su piel y pulpa: Bbásicamente destacan dos: las antocianinas y los carotenoides. Estos últimos, como el betacaroteno y la luteína, aportan los tonos amarillos y anaranjados característicos de muchas variedades de melocotón.
Antocianinas: antienvejecimiento y anticáncer
Por su parte, las antocianinas son responsables de las tonalidades rojas, azules y moradas en muchas frutas. Más allá de su papel en la coloración, estos compuestos ofrecen importantes beneficios para la salud, como son su poder antioxidante, su protección frente al envejecimiento y sus potenciales efectos preventivos contra el cáncer.
La biosíntesis de las antocianinas viene determinada por factores ambientales, como la temperatura y la luz, así como por reguladores genéticos y hormonales internos.
Si bien se sabe que el factor de transcripción PpMYB10.1 es un regulador clave de la acumulación de antocianinas en los melocotones, los mecanismos previos que controlan su expresión en respuesta a la temperatura y a señales específicas de los tejidos de la fruta siguen sin estar completamente comprendidos.
Entran en juego tres factores de transcripción
Esta laguna en el conocimiento subraya la necesidad de una investigación más profunda sobre los factores que determinan la biosíntesis de estos pigmentos en el fruto.
Un nuevo estudio, publicado en la revista Horticulture Research, aporta nuevos conocimientos en este campo. Dirigido por investigadores de la Universidad de Zhejiang, en China, y el Instituto de Investigación de Plantas y Alimentos de Nueva Zelanda, el trabojo identifica dos factores de transcripción esenciales, PpBBX32 y PpZAT5, que regulan la acumulación de antocianinas en melocotones.
Básicamente, un factor de transcripción es una proteína que regula la expresión de los genes —proceso mediante el cual la información genética se traduce en una proteína— al unirse a secuencias específicas del ADN, activando o reprimiendo su transcripción, el proceso en el que el ADN se copia en ARN para que la información genética pueda ser utilizada por la célula.
La interacción de tres factores de transcripción permite a los investigadores comprender con mayor precisión cómo la temperatura y los diferentes tejidos del fruto afectan a la formación del color de los melocotones. Imagen: Gork
Estos factores de transcripción desempeñan un papel muy importante en numerosos procesos biológicos, desde el desarrollo y la respuesta a estímulos ambientales hasta la producción de compuestos, como es el caso de los pigmentos en las plantas.
A través de análisis transcriptómicos, transformación genética y tratamientos hormonales, los investigadores han revelado interacciones clave entre estos dos factores y el PpMYB10.1. Este vínculo proporciona una comprensión más clara y precisa de cómo la temperatura y los distintos tejidos del fruto influyen en el desarrollo del color.
El equipo de investigación estudió dos variedades de melocotón, la zhonghuashoutao y la dongxuemi, que presentan patrones diferenciados de acumulación de antocianinas. Mediante análisis de RNA-Seq —una técnica que permite analizar y cuantificar la expresión de genes mediante la secuenciación del ARN—, los científicos pudieron desvelar que tanto el PpBBX32 como el PpZAT5 eran unos reguladores esenciales de la biosíntesis de estos pigmentos.
MeJa, una hormona clave en la síntesis de antocianinas
También determinaron, como ya se ha avanzado, que ambos factores de transcripción activan directamente al promotor del PpMYB10.1, lo que forma un complejo proteico que potencia la producción de antocianinas. Dicho complejo potencia la expresión de genes clave en la vía biosintética de las antocianinas, como es el caso de los genes PpDFR1, PpANS y PpUFGT, esenciales para la producción y almacenamiento de estos pigmentos en la vacuola, un compartimento de almacenaje dentro de las células vegetales.
Otro de los hallazgos relevantes del estudio es el papel que juega el jasmonato de metilo (MeJA), una hormona vegetal clave en la regulación de la acumulación de antocianinas. El equipo de investigadores observó que la aplicación exógena de MeJA incrementa la expresión de PpBBX32 y PpZAT5. Y no solo eso; también vieron que esta regulación está correlacionada con niveles endógenos de jasmonatos en diferentes tejidos del fruto y bajo diversas condiciones de almacenamiento.
Los estudios de mutación y ensayos de interacción en tabaco y melocotón también revelaron que la modulación de estos factores transcripcionales podría ofrecer nuevas estrategias para mejorar la pigmentación de los frutos mediante biotecnología y tratamientos hormonales específicos. La activación de PpMYB10.1 por PpBBX32 y PpZAT5 depende de la presencia de ciertas secuencias reguladoras en su promotor, lo que sugiere que una manipulación genética dirigida podría optimizar la producción de antocianinas en cultivares comerciales.
La temperatura y la variedad de la fruta
Además, el estudio demostró que la acumulación de antocianinas es dependiente de la temperatura y específica de la parte mollar del melocotón. En los frutos de la variedad zhonghuashoutao almacenados a 16 °C, se observó una notable acumulación de antocianinas en la pulpa externa, mientras que en temperaturas de 12 °C o inferiores, esta acumulación era significativamente menor.
Por el contrario, en melocotones dongxuemi, la acumulación de antocianinas fue baja en todos los rangos de temperatura estudiados. Este comportamiento diferencial resalta la interacción entre factores ambientales y genéticos en la regulación del color del fruto.
«Nuestros descubrimientos no solo amplían la comprensión de los mecanismos moleculares que regulan la acumulación de antocianinas en melocotones, sino que también abren nuevas oportunidades para mejorar la calidad de la fruta mediante enfoques genéticos y hormonales —dice Changjie Xu, autor principal del estudio. Y añade—: Esta investigación tiene importantes implicaciones para la industria hortícola y la nutrición humana».
Melocotones más nutritivos
La identificación de los factores de transcripción PpBBX32 y PpZAT5 como reguladores esenciales en la acumulación de antocianinas abre la puerta al desarrollo de variedades de melocotón con mejor coloración y mayor valor nutricional, lo que podría incrementar su atractivo en el mercado y sus beneficios para la salud.
Además, el descubrimiento del papel de la hormona MeJA en la regulación de estos pigmentos podría conducir a estrategias innovadoras para mejorar la calidad poscosecha, esto es, optimizando el almacenamiento y el transporte de la fruta.
En palabras de Xu, este estudio sienta las bases para futuras investigaciones sobre la regulación de antocianinas en otras frutas, con posibles aplicaciones en una amplia gama de cultivos. En definitiva, sostiene Xu, representa un avance significativo en la biología vegetal, con implicaciones prometedoras para la agricultura y la industria alimentaria. ▪️
Información facilitada por TranSpread
Fuente: Dan Huang, Lei Xue, Yueqin Lu, Mengfei Liu, Kui Lin-Wang, Andrew C Allan, Bo Zhang, Kunsong Chen, Changjie Xu. PpBBX32 and PpZAT5 modulate temperature-dependent and tissue-specific anthocyanin accumulation in peach fruit. Horticulture Research, Volume (2024). DOI: https://doi.org/10.1093/hr/uhae212
