Resumen de Aproximaciones fisiológicas y moleculares a la biosíntesis de compuestos volátiles en frutos cítricos
Aránzazu Gurrea Martínez
El aroma es uno de los componentes de calidad de los frutos y su percepción por los consumidores se produce por la interacción del sistema sensorial con múltiples compuestos volátiles (CVs). Además de esta propiedad, los CVs también desempeñan importantes funciones en los mecanismos de defensa de las plantas, y en las flores y frutos actúan como atrayentes o repelentes de insectos polinizadores, dispersores de semillas y de depredadores. En los frutos cítricos la mayoría de los CVs responsables del aroma son de naturaleza terpenoide y se acumulan en estructuras especializadas, glándulas de aceite en el flavedo y los cuerpos de aceite en la pulpa, siendo el limoneno el mayoritario, así como otros monoterpenos y sesquiterpenos o sus derivados oxigenados, y los norisoprenoides. La mayoría de los estudios realizados sobre CVs en los frutos cítricos en las últimas décadas se han centrado en el contenido y composición de aceites esenciales presentes en el flavedo y en la pulpa o zumo, pero existe muy poca información sobre la emisión de los mismos de frutos intactos. Así, el objetivo general de esta Tesis Doctoral ha sido estudiar los mecanismos fisiológicos y moleculares implicados en el aroma de frutos de diferentes variedades y especies de cítricos durante la maduración natural y en diferentes situaciones postcosecha. Este objetivo general se ha abordado en cuatro apartados específicos, cuyos objetivos y resultados más relevantes se resumen a continuación. Se ha realizado un estudio comparativo de la emisión por frutos intactos y del contenido en el flavedo y la pulpa de CVs durante la maduración del fruto en tres especies de cítricos: la naranja Navelate (Citrus sinensis), la mandarina Clemenules (Citrus clementina) y el híbrido Ortanique (Citrus sinensis x Citrus reticulata). Mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas se han podido identificar la mayoría de los CVs emitidos y presentes en el flavedo y pulpa de los frutos seleccionados, revelando la mayor capacidad aromática del híbrido, seguido de los frutos de naranja y de mandarina. Se detectaron mayores diferencias en el número y cantidad de CVs en la emisión que en el contenido, y destaca que no se encontró relación entre el contenido y la emisión de CVs, lo que sugiere que pueden ser procesos independientes o con una regulación distinta. El estudio de la expresión de siete genes de terpeno sintasas a lo largo de la maduración mostró una mayor acumulación de transcritos en la piel que en la pulpa y que no parece existir relación con la acumulación de CVs, excepto el aumento de la valenceno sintasa (VAL) y el descenso del gen TPS3, que fue paralelo con el aumento de valenceno y la disminución de determinados sesquiterpenos, respectivamente. La aplicación de etileno exógeno a frutos de las tres variedades produjo efectos similares, ya que a la vez que aceleraba la coloración del fruto produjo una reducción de la emisión de los monoterpenos limoneno y linalol, la estimulación de la emisión de ocimeno y, especialmente, de valenceno. Destacó especialmente la estimulación por etileno de la emisión de ésteres alifáticos exclusivamente en los frutos del híbrido y de naranja. Este efecto del etileno parece dependiente del estadío de maduración del fruto y se correlacionó con la estimulación de la expresión del gen VAL. Además, se ha identificado un gen de una nueva alcohol aciltrasnferasa (AAT) en cítricos, cuya expresión parece estar regulada por etileno y que es paralela a la emisión de ésteres. Por otro lado, se ha utilizado un nuevo mutante de la mandarina Clementina, denominado deg (“decreased oil gland”), cuya principal característica fenotípica fue una reducción de entre 4-5 veces de la cantidad de glándulas de aceite en la piel. Como cabía esperar, el contenido total de CVs estaba sustancialmente reducido en proporción al número de glándulas de aceite, pero la emisión era muy superior a la de los frutos parentales. Este mutante también emitía de forma natural algunos CVs relacionados con respuestas de defensa y tenía alterada la expresión de algunos genes de terpeno sintasas. Además, la capacidad infectiva del hongo P. digitatum en el mutante parecía ligeramente afectada en áreas del flavedo libres de glándulas. Estos resultados refuerzan la conclusión anterior de la falta de relación entre el contenido y la emisión de CVs e indican el papel de algunos volátiles en las respuestas al estrés que este mutante parece tener constitutivamente alteradas. Finalmente, se han utilizado frutos de variedades de naranja y de pomelo con diferente pigmentación para analizar la relación entre el contenido y composición de carotenoides y la de norisoprenoides volátiles. El análisis de norisoprenoides en frutos que acumulan licopeno en la piel y especialmente en la pulpa, o en un mutante de naranja que acumula carotenos lineales y con muy bajos niveles de xantofilas, permitió comprobar una relación directa sustrato-producto entre determinados carotenoides y norisoprenoides, que fue en general más evidente en la pulpa que en la piel.
