(Dentro de la ciencia) Lem Los limones son conocidos por su sabor agrio fruncido en la cara. Ahora los científicos han descubierto los misteriosos genes detrás de esta acidez, nuevos hallazgos que podrían ayudar a los agricultores a criar naranjas, limones, limas, pomelos y otros cítricos más dulces.
La referencia más antigua conocida a los cítricos se remonta aproximadamente al año 2200 a.C., cuando se presentaron tributos de mandarinas y pomelos envueltos en sedas ornamentales a la corte imperial de Yu el Grande en China. Ahora se cultivan más cítricos que cualquier otro tipo de fruta en todo el mundo; por ejemplo, en 2014, las personas en los Estados Unidos consumieron aproximadamente 35.6 kilogramos de cítricos por persona, según el Centro de Recursos de Comercialización Agrícola.
Los cítricos son conocidos por su acidez. El sabor amargo de una fruta depende de los compartimentos dentro de las células de la planta conocidos como vacuolas, que son ácidas porque los iones de hidrógeno cargados positivamente (esencialmente, protones) se bombean dentro de ellas. En la mayoría de las especies de plantas, estas vacuolas son ligeramente ácidas en comparación con el resto de las entrañas de la célula. Durante mucho tiempo fue un misterio cómo las vacuolas cítricas se volvieron extremadamente ácidas.
El nuevo descubrimiento con respecto a los cítricos comenzó con parientes lejanos de las plantas cítricas, las petunias. El equipo de marido y mujer Ronald Koes y Francesca Quattrocchio, genetistas moleculares de la Universidad de Ámsterdam, y sus colegas encontraron versiones mutantes de genes conocidos como PH1 y PH5 que podían alterar el color de las flores al hiperacidificar sus pétalos. «Los pétalos con vacuolas más ácidas son rojizos; los pétalos con vacuolas menos ácidas son azulados», dijo Quattrocchio.
Estos genes producen moléculas conocidas como P-ATPasas en las membranas de las vacuolas, aumentando el número de protones que se bombean a los compartimentos. Las versiones de estos genes se encuentran no solo en plantas con flores, incluidas las especies sin pétalos coloridos, sino también en plantas sin flores, como las coníferas.
La naturaleza generalizada de estos genes de acidez sugiere que podrían desempeñar un papel más allá del color de la flor. Esto estimuló a los científicos a explorar si podrían ser responsables del sabor ácido de los cítricos. «Observamos la planta más ácida que se nos ocurrió, los limones», dijo Koes.
Los investigadores investigaron CitPH1 y CitPH5, las versiones cítricas de estos genes de petunia. Encontraron que estos genes eran altamente activos en limones agrios, naranjas, pomelos y limas rangpur, pero mucho menos activos en variedades de cítricos «sin ácido» de sabor dulce, como las naranjas Lima y las limettas Milsweet, debido a una variedad de mutaciones obstaculizadoras. «La gente verá este trabajo como una solución a un rompecabezas que estuvo ahí durante mucho tiempo», dijo Quattrocchio.
Los intentos anteriores de aislar estas proteínas detrás de la acidez de los cítricos probablemente enfrentaron problemas porque estas moléculas están incrustadas dentro de las membranas y, por lo tanto, son difíciles de purificar y analizar, dijo Koes. Además, la bomba completa está hecha de docenas de proteínas, y tiende a desmoronarse durante la purificación, agregó. Además, el ácido dentro de las vacuolas de cítricos arruinaría muchos intentos de examinar sus membranas, dijo el fisiólogo de plantas Lincoln Taiz de la Universidad de California, Santa Cruz.
«Este es un descubrimiento emocionante explains explica por qué la fruta de limón es capaz de hiperacidificar la vacuola», dijo Taiz, que no participó en esta investigación.
Estos hallazgos podrían ayudar a acelerar el mejoramiento de nuevas variedades de frutas, dijo Koes. Al analizar el ADN de los árboles jóvenes, los criadores pueden predecir un día la dulzura o acidez de sus frutos «muchos años antes de que los árboles fijen frutas que uno podría examinar en busca de acidez o sabor de la manera convencional», explicó Koes.
Este mejoramiento genético no se limita potencialmente a los cítricos. «Por ejemplo, la acidez de las uvas de vino se puede variar para crear diferentes sabores de vino», dijo Taiz. «Otra aplicación podría ser variar los colores de las flores.»
Además, hay indicios de que estos genes están vinculados a partes clave del desarrollo de las plantas. «Los vemos activos en células madre, y todavía no tenemos idea de por qué», dijo la autora principal del estudio Pamela Strazzer, genetista molecular de la Universidad de Ámsterdam.
Los científicos detallaron sus hallazgos en línea en febrero. 26 en la revista Nature Communications.
