Ingeniería Genética

Se identifica fuente de sabor agrio de los cítricos | University of California – Riverside

5 de Marzo 2019 – University of California – Riverside

Un equipo de investigadores, incluidos dos de la Universidad de California, Riverside, ha identificado los genes responsables del sabor agrio característico de muchos cítricos. Publicado el martes 25 de febrero en Nature Communications, la investigación podría ayudar a los fitomejoradores a desarrollar nuevas variedades más dulces.

Las variedades modernas de cítricos se han criado durante miles de años para generar una amplia paleta de frutas ácidas y de sabor dulce. Los análisis de su pulpa revelan que un solo elemento químico, el hidrógeno, es el principal responsable de la diferencia entre las variedades agridulces y de sabor dulce, que generalmente tienen un contenido de azúcar similar. La pulpa de las frutas ácidas contiene más iones de hidrógeno, lo que le otorga un pH más bajo y un sabor ácido que es reconocido por las células sensibles al ácido en nuestras papilas gustativas. Por el contrario, la pulpa de las variedades más dulces contiene menos iones de hidrógeno y tiene un sabor menos ácido.

Ronald Koes y sus colegas de la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos se dispusieron a desentrañar cómo algunas variedades de cítricos terminan con jugo más ácido que otros, un proceso que hasta ahora ha sido un misterio. Su interés provino de un estudio previo que mostró que una mayor acidez en las flores púrpuras de la petunia resultó en una mayor pigmentación de los pétalos.

Intrigado por la variedad Faris de limonero, que produce ramas con frutos agridulces y flores teñidas de blanco y púrpura, el equipo de Koes se dirigió a los científicos de plantas de UCR Mikeal Roose y Claire Federici. Roose y Federici, utilizando la vasta colección de variedades de cítricos de la universidad, que conserva más de 1,000 cítricos vivos y variedades de frutas relacionadas, seleccionaron el limón Faris y otras 20 frutas cítricas que van desde un dulce aroma hasta un dulce azucarado para que el equipo de Koes analice.

Al estudiar la expresión de genes relacionados con los que controlan la acidez en las petunias, el equipo de Koes identificó dos genes de cítricos, CitPH1 y CitPH5, que se expresan altamente en variedades ácidas y se expresan débilmente en variedades de sabor dulce. Los genes CitPH1 y CitPH5 codifican proteínas transportadoras que bombean iones de hidrógeno a la vacuola, un gran compartimiento de almacenamiento dentro de las células de jugo, lo que aumenta su acidez general.

A continuación, el equipo dirigió su atención a los genes que controlan los niveles de CitPH1 y CitPH5 en las células de jugo. Mientras que la regulación negativa de CitPH1 y CitPH5 en variedades de sabor dulce surgieron varias veces de manera independiente en diferentes variedades, los investigadores encontraron que las mutaciones en los genes para un puñado de factores de transcripción (proteínas que ayudan a activar y desactivar genes específicos) fueron responsables de la reducción de la expresión de CitPH1 y CitPH5, y por lo tanto un sabor más dulce.

Roose, profesor de genética en la Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas de la UCR, dijo que los hallazgos podrían ayudar a los criadores a desarrollar cítricos de mejor sabor. Sin embargo, dijo que las variedades de reproducción con mutaciones severas en los factores de transcripción, como las estudiadas en los cítricos «sin ácido», serían «excesivas», produciendo frutas cítricas azucaradas sin ninguna de sus populares patadas ácidas. En cambio, los científicos de las plantas deberían buscar mutaciones dirigidas que tengan un efecto menos dramático en la producción y actividad de las proteínas transportadoras.

«Al entender el mecanismo de acidificación de las células de la fruta, ahora podemos buscar genes relacionados que podrían reducir la expresión de CitPH1 y CitPH5 solo lo suficiente para diseñar o seleccionar nuevas variedades más dulces», dijo Roose.

El título del artículo es «Hiperacidificación de frutos cítricos por un complejo de P-ATPasa de bombeo de protones vacuolar». Además de Koes, los autores de la Universidad de Ámsterdam son Pamela Strazzer, Cornelis Spelled, Shuangjiang Li, Mattijs Bliek y Francesca Quattrocchio. . El trabajo de Roose y Federici fue apoyado por el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA).

Ucr

  1. Pamela Strazzer, Cornelis E. Spelt, Shuangjiang Li, Mattijs Bliek, Claire T. Federici, Mikeal L. Roose, Ronald Koes, Francesca M. Quattrocchio. Hyperacidification of Citrus fruits by a vacuolar proton-pumping P-ATPase complexNature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-08516-3

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