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CAMBIOS FISIOLÓGICOS Y MOLECULARES ASOCIADOS A LA BIOSÍNTESIS DE AROMAS DURANTE LA MADURACIÓN
DEL DAMASCO (Prunus armeniaca L.)
Mauricio González-Agüero1*, Sebastián Troncoso2, Orianne Gudenschwager1, Reinaldo Campos-Vargas1, Bruno G. Defilippi1.
1Laboratorio de Postcosecha, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, CRI La Platina.2Facultad de Química y Biología, U. de Santiago de Chile. *[email protected]; [email protected]
Estrategia experimental
Resultados
GS
61 G
Conclusiones
La pérdida de sabor durante la postcosecha de damasco (Prunus armeniaca L.), es una de las principales causas del deterioro de la calidad de esta fruta, en especial en su componente aromático, siendo un factor limitante para su comercialización. Al igual que en otras especies el desarrollo del aroma es un proceso dinámico por lo que se presentan diferencias importantes en los distintos estados de madurez de los frutos. Sin embargo, hasta la fecha estudios moleculares orientados a entender la biosíntesis de compuestos volátiles propios del damasco son muy escasos y la información disponible acerca de los procesos involucrados en la evolución del aroma en esta fruta es limitada. Como una primera aproximación en este trabajo se caracterizó fisiológicamente diferentes estados de maduración de damascos de la variedad Modesto, estableciendo cuatro estados claramente distinguibles entre sí. Posteriormente, la evolución de los volátiles aromáticos de estos cuatro estados se correlacionó con los perfiles de expresión de tres genes que codifican para enzimas responsables y claves en los procesos de biosíntesis de compuestos aromáticos: alcohol deshidrogenasa (ADH), lipoxigenasa (Lox) y piruvato decarboxilasa (PDC). En el caso particular de adh, a medida que avanza la maduración se observó un aumento en su expresión lo que se relacionaría directamente con la disminución medida para los aldehídos identificados (hexanal y hexenal). Creemos que la identificación y anotación de estos genes de P. armeniaca y el análisis de la expresión diferencial de sus transcritos durante la maduración del damasco son claves para entender la biosíntesis de volátiles responsables del aroma y su evolución durante la maduración de esta fruta.
Damascos cv. Modesto
Estados de maduración
Evaluación de parámetros de calidad
Caracterización de estados de madurez
Genes analizados: ADH, Lox, PDC
Búsqueda de secuencias ortólogas
Obtención de secuencias completas (RACE-PCR)
Generación de partidores para qPCR
Perfiles de expresión de ADH, Lox y PDC
Mediante PCR cuantitativo en tiempo real (qPCR)
Extracción de RNA, síntesis de cDNA
1. Caracterización de los estados de madurez: se analizaron frutos de la variedad Modesto cosechados en distintos periodos de tiempo, a los cuales se les evaluó: firmeza, sólidos solubles totales (SST), acidez titulable, tasa de producción de etileno y tasa respiratoria. De esta manera se determinaron cuatro estados de maduración claramente definidos.
Estado de maduraciónPeso
(g)
Firmeza(Kgf)
SST(%)
Acidez(%Ac. Málico)
Tasa etileno(µL C2H4 / k*h)
Tasa resp.(mL CO2 /k*h)
M1 31,2 2,9 10,1 2,2 0,0 60,2
M2 40,5 1,9 14,9 1,9 0,0 70,1
M3 45,1 2,0 16,9 1,5 1,4 58,1
M4 46,2 0,4 21,3 0,8 29,5 55,3
2. Determinación del patrón aromático característico para cada estado de maduración: se identificaron seis compuestos volátiles presentes en cada estado (M1 a M4) mediante GC-MS, los cuales fueron cuantificados con el uso de estándares y cromatografía gaseosa.
3. Identificar y clonar los genes adh, lox y pdc para P. armeniaca: para cada uno de los genes analizados se obtuvo la secuencia completa del transcrito codificante mediante RACE-PCR. En el panel A se ejemplifica el procedimiento experimental realizado para adh. En B se observa el alineamiento de la secuencia aminoacídica deducida para adh (267 aa) de P. armeniaca y sus ortólogos en otras especies vegetales (Prunus mume, Cucumis melo, Arabidopsis thaliana).
Búsqueda de secuencias anotadas
que codifican para ADH en otras
especies vegetales relacionadas
Diseño de partidores
RACE-PCR
Búsqueda de zonas
conservadas
AF031899 ADH Pyrus communis, cds parcial (1.177 bp)
AY037946 ADH Prunus cerasus, cds completo (1.107 bp)
AB218782 ADH Prunus mume, cds completo (1.119 bp)
A B
4. Análisis de los niveles de expresión de los genes adh, lox y pdc en los cuatro estados de maduración: se determinaron los patrones de expresión de los tres transcritos de P. armeniaca mediante real time (qPCR) en 4 frutas de cada estado de maduración. Los ensayos de amplificación fueron realizados en triplicado. La expresión de cada gen fue normalizada respecto a un control externo (gen dap de Bacilus subtilis) y graficada como el porcentaje del promedio para cada estado, relativo al valor de máxima expresión.
Este trabajo fue financiado por el proyecto Fondecyt 1060179.
GlicólisisB-oxidación
transaminación
Piruvato
AldehídosAcetaldehído
ADH
PDC
ADHAlcohol
AATEsteres
-Cte
-
? +
Cte
La expresión del gen aumenta
La expresión del gen permanece constante
?Expresión aún no es analizada
-
+
Nivel de detección de los compuestos aromáticos
Cambios detectados entre los estados de maduración
b bb
a
0
30
60
90
120
M1 M2 M3 M4
% d
el
máxim
o
a
bbc
c0
30
60
90
120
M1 M2 M3 M4
% d
el
máxim
o
a
a
a
a
0
30
60
90
120
M1 M2 M3 M4
% d
el
máxim
o
* Letras distintas muestran diferencias significativas de expresión (p<0,05)
adh lox pdc
a
b
bcbc
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
ccbc
a
0
100
200
300
400
500
600
700
800
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
bb
a
a
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
c
a
bc
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
bb
aa
0
20
40
60
80
100
120
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
bb
a
a
0
5
10
15
20
25
M1 M2 M3 M4
Co
nc
en
tra
ció
n
(ng
/Kg
)
Hexanal Hexenal
Hexil acetato Linalol
Hexil alcohol
Octanoato de etilo
* Letras distintas muestran diferencias significativas (p<0,05)
