Publication: Mecanismos moleculares implicados en la adaptación a elevadas concentraciones de CO₂ en uva de mesa ("Vitis vinifera" L. cv. Cardinal) con diferentes grados de madurez conservada a bajas temperaturas
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2015-10-14
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Universidad Complutense de Madrid
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La pérdida de agua y el ataque fúngico son factores clave en la pérdida de calidad de la uva de mesa afectando a su valor en el mercado. En trabajos previos, verificamos en el cultivar Cardinal que pretratamientos cortos (3 días) con altas concentraciones de CO2 (20 por ciento CO2) reducían significativamente las pérdidas de peso y el marchitamiento del raquis después de 33 días a 0 grados C. Estos resultados nos llevaron a proponer el presente estudio centrado en el análisis de marcadores metabólicos y moleculares inducidos por bajas temperaturas y altas concentraciones de CO2 que permitan predecir alteraciones de la calidad del racimo. El estudio molecular se complementó con el análisis transcriptómico de los mecanismos de adaptación a elevadas concentraciones de CO2 en frutos con diferente estado de madurez. Nuestros resultados mostraron mayores niveles de agua ligada o no congelable en los frutos tratados con CO2, tanto al finalizar el tratamiento como durante la transferencia al aire. Los tejidos de pulpa que tenían un mayor contenido en agua ligada exhibían una mayor capacidad de retención de agua y una mejor estructura celular. En la piel, el tratamiento gaseoso evitó el desequilibrio metabólico provocado por el salto térmico al inicio de la conservación a 0 grados C y previno el descenso en el contenido de agua no congelable, la salida de flujo extracelular de agua y de potasio y la consiguiente pérdida de volumen de las células más superficiales de la epidermis. Asimismo, la influencia del grado de madurez en la efectividad de diferentes tratamientos gaseosos (3 y 6 días) se evidenció en la expresión de la PAL, contenido en antocianos, fenoles y actividad antioxidante. Mientras que en los frutos con menor grado de madurez ni el CO2 ni la baja temperatura afectaron al metabolismo fenólico, en los recolectados tardíamente únicamente el tratamiento de 3 días de CO2 evitó su activación en la fase crítica de conservación. En el raquis, el tratamiento gaseoso tuvo un efecto directo sobre el estado del agua, previniendo el descenso en el contenido de agua no congelable lo que podría asociarse a un efecto protector contra el pardeamiento causado por las bajas temperaturas. Asimismo, el sistema antioxidante enzimático desempeñó un papel importante en el control del desarrollo del pardeamiento. Estas respuestas, posiblemente dependientes de la señalización por etileno en base a la acumulación transitoria en los niveles de transcritos de la síntesis de etileno ACS1y ACO1, se evitaron por el tratamiento gaseoso. La activación de la expresión de CBFs en pulpa y raquis por la combinación de altos niveles de CO2 y bajas temperaturas podría indicar una mayor regulación de la expresión de estos tejidos por altas concentraciones de CO2 en la superación de la fase crítica de conservación a 0 grados C. En referencia al análisis de dehidrinas, nuestros resultados mostraron por primera vez la retención del intrón en los transcritos de VvcDHN1a, no sólo en respuesta a las bajas temperaturas sino también a los elevados niveles de CO2. Asimismo, nuestros resultados sugieren que la regulación de DHN1a en uva de mesa podría atribuirse a otras vías de señalización diferentes a CBF1 y CBF4. El análisis transcripcional mostró que en la fase crítica de conservación a 0 grados C tenía lugar un marcado cambio en el transcriptoma de la piel de uva independientemente del grado de madurez del fruto. Por el contrario, ligeras diferencias se observaron en los tejidos de frutos tratados con CO2 al compararse con los frutos recién recolectados. Nuestros resultados permiten concluir que el efecto del tratamiento con altos niveles de CO2 en la piel de uva Cardinal es dependiente del grado de madurez del fruto, activando principalmente factores de transcripción en los frutos recolectados tempranamente y genes relacionados con el metabolismo energético en los frutos en estado de madurez más avanzado.
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Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, leída el 16-07-2015