Avances en el conocimiento de los mecanismos moleculares que regulan la síntesis y acumulación de carotenoides durante la maduración y conservación de frutos cítricos

Abstract

El color de los frutos cítricos es un importante atributo de calidad y un factor decisivo en la aceptación por los consumidores. La coloración de los frutos cítricos se debe al contenido y composición en carotenoides, que constituyen una amplia familia de pigmentos isoprenoides con gran importancia nutricional y para la salud, ya que algunos de ellos son los precursores de la vitamina A. Los estudios sobre el contenido y la composición en carotenoides en diferentes especies y variedades de cítricos ha sido objeto de interés en el pasado. Sin embargo, se dispone de escasa información sobre los mecanismos moleculares que controlan la síntesis y acumulación de carotenoides en los frutos cítricos. La comprensión de estos procesos y entender las bases moleculares que determinan la pigmentación característica de los frutos de las diferentes variedades, así como los cambios durante su vida postcosecha, han sido objetivos prioritarios de nuestros proyectos de investigación. Para ello, en nuestro laboratorio hemos aislado cDNAs de longitud completa o parcial de 10 genes implicados en la biosíntesis de carotenoides de frutos cítricos y 3 genes de las etapas tempranas de la síntesis de isoprenoides en plastidios (ruta MEP), que son precursores de los carotenoides, cubriendo así la práctica totalidad de la ruta. Los genes aislados de la biosíntesis de carotenoides corresponden a las etapas tempranas de la ruta (fitoeno sintasa y desaturasa, z-caroteno desaturasa y una oxidasa terminal de plastidios), a la ciclación de licopeno (b- y elicopeno ciclasas), y a la biosíntesis de xantofilas (b- y e- caroteno hidroxilasas y zeaxantina epoxidasa), que son los carotenoides más abundantes en frutos coloreados de naranjas y mandarinas. El análisis de expresión de estos genes en el flavedo y la pulpa de frutos cítricos y su correlación con los cambios cuantitativos y cualitativos en carotenoides nos está permitido establecer las etapas reguladoras limitantes de la biosíntesis de carotenoides, así como identificar nuevos genes de la ruta que codifican enzimas con un papel clave en la composición de carotenoides. En esta comunicación haremos una revisión de los principales avances en estos estudios en los frutos cítricos, con especial atención a la comparación entre frutos de variedades con distinto grado de pigmentación (pomelos blancos y rojos, naranjas y mandarinas), así como a los cambios durante situaciones de interés en la postcosecha de los frutos cítricos, como el tratamiento con etileno o diferentes temperaturas de conservación