La vitamina C (ácido ascórbico) es un antioxidante importante para la salud humana; sin embargo, las personas no pueden sintetizarla y deben obtenerla de frutas y verduras. Muchos cultivos frutales, a pesar de ser fuentes ricas en vitamina C, muestran una disminución gradual a medida que la fruta madura. Estudios anteriores han identificado enzimas clave que regulan la biosíntesis de vitamina C, pero aún no está claro cómo las hormonas vegetales afectan este proceso durante el desarrollo de la fruta. El ácido abscísico, una importante hormona vegetal que regula el crecimiento y las respuestas al estrés, ha sido implicado en la regulación de la vitamina C, pero se desconocían sus objetivos moleculares. Teniendo en cuenta estos desafíos, se necesita una investigación en profundidad sobre la regulación hormonal de la biosíntesis de vitamina C de la fruta.
Investigadores del Jardín Botánico de Wuhan, la Academia de Ciencias de China, junto con colegas de la Universidad de Agricultura e Ingeniería de Zhongkai, la Universidad de Nanchang y el Instituto de Investigación de Plantas y Alimentos de Nueva Zelanda, informan nuevos datos sobre la regulación de la vitamina C en las frutas. Publicado (DOI: 10.1093/hr/uhaf111) el 24 de abril de 2025 en investigación de horticultura, El estudio analiza cómo la señalización del ácido abscísico suprime la biosíntesis de vitamina C durante el desarrollo del kiwi. Combinando mediciones fisiológicas, análisis genéticos y experimentos de interacción molecular, el equipo identificó una sustancia sensible a las hormonas que actúa como mecanismo para inhibir la acumulación de vitamina C en las células de la fruta.
El estudio rastreó los niveles de vitamina C y hormonas en varias etapas del desarrollo del kiwi y vio una clara relación opuesta: los niveles de vitamina C eran más altos al comienzo del desarrollo del fruto y disminuían a medida que aumentaban los niveles abscísicos. El análisis del transcriptoma reveló que un factor de transcripción específico que responde a la abscísica, AcABI5a, fue fuertemente inducido durante el desarrollo tardío cuando disminuyó la biosíntesis de vitamina C.
Experimentos funcionales han demostrado que AcABI5a suprime la acumulación de vitamina C mediante varios mecanismos coordinados. En primer lugar, AcABI5a se une directamente al promotor de AcMYBS1, un factor de transcripción conocido por activar el gen biosintético clave de la vitamina C, AcGGP3, reprimiendo así su expresión. En segundo lugar, AcABI5a interactúa físicamente con la proteína AcMYBS1, lo que afecta su capacidad para activar la biosíntesis de vitamina C incluso en presencia de AcMYBS1. En tercer lugar, AcABI5a mejora su expresión uniéndose a su promotor, creando un bucle inhibidor que se refuerza a sí mismo.
La manipulación genética confirmó este aspecto de la regulación: la sobreexpresión de AcABI5a redujo los niveles de vitamina C, mientras que las plantas genéticamente modificadas deficientes en la actividad de AcABI5a acumularon demasiada vitamina C y se volvieron insensibles al tratamiento con ácido abscísico. En conjunto, estos resultados indican que AcABI5a actúa como un integrador de la señalización hormonal y el momento del desarrollo para regular la biosíntesis de vitamina C de la fruta.
«Este trabajo proporciona una explicación molecular clara de por qué los niveles de vitamina C tienden a disminuir a medida que la fruta madura», dijo uno de los autores principales del estudio. «Descubrimos que el ácido abscísico no sólo está relacionado con cambios en la vitamina C, sino que también está regulado activamente por un regulador transcripcional específico». Al suprimir tanto los genes como la actividad proteica en la vía de la vitamina C, este mecanismo garantiza un estricto control del desarrollo.
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para el mejoramiento de frutas y cultivos. Al apuntar a los nodos reguladores que responden a las hormonas en lugar de a las enzimas biosintéticas individuales, puede ser posible optimizar el contenido de vitamina C mientras se mantiene el desarrollo normal de la fruta y las respuestas al estrés. El mecanismo descrito aquí también se puede aplicar a otros tipos de frutas, lo que ayuda a explicar la variación natural en el contenido de vitamina C entre especies de plantas y etapas de desarrollo. Además de la nutrición, el estudio destaca cómo las hormonas vegetales coordinan las vías metabólicas durante el desarrollo de los órganos, proporcionando información completa sobre cómo los cultivos equilibran el crecimiento, la adaptación al estrés y la calidad nutricional en condiciones ambientales cambiantes.
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Referencias
DOI
10.1093/hora/uhaf111
URL de origen original
https://doi.org/10.1093/hr/uhaf111
Información financiera
Este proyecto fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (32302474), el Proyecto del Fondo de Ciencias Naturales de la Provincia de Hubei del Proyecto Juvenil Destacado otorgado a DL (2023AFA075), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (32302474), la Fundación de Ciencias Postdoctorales de China (2023 M743738), la Beca de Investigación del Programa Postdoctoral CP0SF22 (Beca CPB2000 del Programa Clave2) Programa de Desarrollo de China (2024YFE0214500) y Laboratorio Hubei Hongshan.
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