Carotenoides y tocoferoles en frutos cítricosimplicación en la tolerancia a los daños por frío durante la conservación refrigerada

Abstract

La conservación a bajas temperaturas es una de las tecnologías más ampliamente utilizadas para preservar la calidad postcosecha de los frutos. Sin embargo, los frutos de ciertas especies y variedades de cítricos son sensibles a desarrollar daños por frío (DF) a temperaturas inferiores a 5 °C, que deprecian su calidad y comercialización. La sensibilidad al DF varía entre especies y variedades, y también está influenciada por distintos factores ambientales, prácticas de manejo, etc. Debido a que el desarrollo del DF está asociado a un incremento del estrés oxidativo, uno de los factores que puede influir en la diferente sensibilidad al DF entre especies/variedades es el contenido de compuestos antioxidantes en el flavedo (parte externa coloreada de la piel). Por ello, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue profundizar en la implicación de moléculas con potente capacidad antioxidante, principalmente carotenoides y tocoferoles, en la sensibilidad al DF durante la conservación refrigerada de frutos cítricos. Para ello, en primer lugar, se estudió el papel de dos de los principales antioxidantes en los cítricos, los carotenoides y la vitamina C, y su relación con la capacidad antioxidante, en la diferente sensibilidad natural al DF de frutos de tres variedades de mandarina (Capítulo 1). En segundo lugar, se analizó el papel de los tocoferoles, como otro potente antioxidante liposoluble, en la diferente tolerancia natural al DF entre variedades de mandarina (Capítulo 2), y en la tolerancia inducida en frutos de pomelo mediante el tapado de frutos (Capítulo 3). Este análisis se complementó con el estudio del efecto de las bajas temperaturas y la ausencia de luz sobre la expresión de los genes de la ruta de biosíntesis de tocoferoles. Por último, se realizó por primera vez una caracterización bioquímica y molecular de la acumulación de tocoferoles durante la maduración de frutos de las principales especies cultivadas de Citrus: pomelo, limón, naranja y mandarina (Capítulo 4). Los resultados de los capítulos 1 y 2 en frutos de mandarina con diferente tolerancia natural al DF, revelaron una relación positiva entre el contenido de carotenoides y tocoferoles en la cosecha y la tolerancia al DF durante la conservación a bajas temperaturas. A su vez, estos compuestos, especialmente los carotenoides, se correlacionaron positivamente con la capacidad antioxidante SOAC, lo que indica que su potencial papel protector frente al DF parece estar asociado a su eficiencia como secuestradores de oxígeno singlete. Por el contrario, se observó una relación inversa entre la tolerancia de los frutos de mandarina al DF y los contenidos de vitamina C en el flavedo. De forma similar, la actividad antioxidante total DPPH• y FRAP reflejó los contenidos de vitamina C y se correlacionó negativamente con la tolerancia al DF. Estos resultados indican que el ácido ascórbico y la capacidad antioxidante total no parecen estar implicadas en la tolerancia natural al DF en estos frutos. A diferencia de lo observado en frutos de mandarina, la tolerancia al DF inducida mediante el tapado de frutos de pomelo Star Ruby fue independiente de los niveles de tocoferoles en el momento de la cosecha o durante la conservación en frío. Sin embargo, entre los frutos de mandarina y pomelo, y también entre frutos sensibles y tolerantes, se detectaron cambios similares en la expresión de genes implicados en la síntesis de tocoferoles en respuesta a las bajas temperaturas, indicando una respuesta común a las bajas temperaturas de conservación entre especies, independiente de la tolerancia al DF. Además, en los frutos de pomelo se detectó que la ausencia de luz durante las últimas etapas del desarrollo de los frutos reduce la acumulación de γ-tocoferol, sin afectar el contenido de α-tocoferol, y este efecto parece estar asociado a la represión de los genes GGDR, VTE1, VTE2, VTE3a y VTE4. Por último, el estudio de la acumulación de tocoferoles y su regulación durante la maduración en frutos de las principales especies cítricas reveló diferencias entre el flavedo y la pulpa, tanto durante la maduración como entre genotipos. Los contenidos de tocoferoles fueron superiores en el flavedo y, mientras que durante la maduración aumentaron en el flavedo, en la pulpa disminuyeron o se mantuvieron constantes. Además, parecen existir distintos mecanismos de regulación que controlan la acumulación de tocoferoles en ambos tejidos. Así, en el flavedo, el incremento en tocoferoles durante la maduración estuvo acompañado principalmente por una inducción de los genes TAT1 y VTE4, que regulan la disponibilidad de HGA y la conversión de γ- a α-tocoferol, respectivamente; mientras que, en la pulpa, los contenidos reflejaron los cambios en la expresión de los genes VTE6, DXS2 y GGDR, que regulan la disponibilidad de PPP. Entre los distintos genotipos analizados, los frutos maduros de limón acumularon las mayores concentraciones de tocoferoles tanto en el flavedo como en la pulpa, seguidos de los frutos de pomelo, naranja y mandarina.