Estudio sobre el efecto de la concentración aplicada sobre la producción

Papel del jasmonato metilo (JaME) en el proceso de maduración de la uva de mesa

^aMaría E. García-Pastor, ^aDaniel Valero, ^bMaría Serrano, ^aPedro J. Zapata, ^aSalvador Castillo, ^aDomingo Martínez-Romero,^aJuan M. Valverde, ^aFabián Guillén

^aDep. de Tecnología Agroalimentaria, EPSO, Universidad Miguel Hernández

^bDepartamento de Biología Aplicada, EPSO, Universidad Miguel Hernández

27/09/2019

El ácido jasmónico (JA) o su derivado jasmonato de metilo (JaMe) se producen naturalmente en una amplia gama de plantas superiores y se consideran inductores o agentes de señalización involucrados en muchos procesos fisiológicos y bioquímicos (Creelman y Mullet, 1997). En la naturaleza, JaMe ocurre como un compuesto volátil y existe evidencia sobre su uso como tratamiento postcosecha con implicaciones especiales para reducir los síntomas de la lesión por frío (CI) o inhibir la infección por hongos. La aplicación de JaMe indujo la resistencia a la enfermedad en tomate a Botrytis cinerea, un hongo que ataca a la uva de mesa (Yu et al., 2009), probablemente debido a la resistencia sistémica adquirida (RSA) como molécula señal (Beckers y Spoel, 2005). Como tratamiento postcosecha, la aplicación de JaMe indujo el incremento en los compuestos de flavonoides y antocianinas durante el almacenamiento en frío de moras y promoviendo anti-proliferación de células cancerosas en humanos (Wang et al., 2008). Sin embargo, la información sobre la aplicación de JaMe como tratamiento pre-cosecha es muy limitada, y la mayoría de trabajos tratan sobre la inducción de resistencia a enfermedades, como se ha observado al reducir la infección de Monilinia fructicola en cereza (Yao y Tian, 2005).

La uva de mesa (Vitis vinifera L.) se considera una de las frutas más apreciadas en todo el mundo, siendo la producción española 399,144 toneladas en 2017 (MAPA, 2017). El valor de comercialización de la uva de mesa depende del tamaño y forma de racimo, así como el tamaño de bayas, color, jugosidad, relación azúcar/ acidez y aroma. El envero es un punto clave del desarrollo de la baya, en el que comienza la pigmentación de la piel (debido a la síntesis de antocianinas en cultivares rojos), aumentan azúcares y compuestos aromáticos y el contenido de ácido y la firmeza disminuyen. Sin embargo, algunas variedades rojas sin semillas como 'Magenta' y 'Carmesí' a pesar de tener muy buen sabor y aroma tienen una pigmentación heterogénea de bayas, probablemente debido a las altas temperaturas en el sureste de España durante la maduración del racimo, que impiden el desarrollo adecuado del color (Ferrara et al., 2015). El objetivo de esta investigación fue evaluar los efectos de tratamientos con JaMe en dos cultivares de uva de mesa, 'Magenta' y 'Crimson', enfocado principalmente para aumentar el contenido de antocianinas en estos cultivares según la dosis aplicada.

Materiales y métodos

El experimento se realizó en dos campañas consecutivas (2016 y 2017), en una finca comercial situada en Jumilla, utilizando parras de 10 años. Los tratamientos utilizados fueron con JaMe a 1, 5 y 10 mM en 2016 0,01, 0,1 y 1 mM en 2017 (tres repeticiones de dos parras cada una por tratamiento). Se usó 1 mL L^-1 de Tween-20 como surfactante y los árboles control se pulverizaron sólo con él. Los frutos se cosecharon según los criterios comerciales, basados en tamaño y color característico de esta variedad. Debido a que la maduración es heterogénea, se realizaron dos recolecciones, separadas por 21 días. En ambas fechas de cosecha, se midió el rendimiento de cada árbol (kg por árbol y número de frutos por árbol) y con estos datos se calculó el peso del fruto. En la primera fecha de recolección se tomaron al azar 10 racimos de cada repetición y se llevaron al laboratorio para analizar en ellos diferentes parámetros de calidad como color, firmeza, sólidos solubles totales y acidez total, así como su contenido en compuestos antioxidantes como fenoles y antocianinas, según la metodología que se indica en Martínez-Esplá et al. (2014).

Resultados y discusión

Producción y maduración de las bayas

Los tratamientos con JaMe afectaron el proceso de maduración de la uva y el rendimiento de las vides de manera diferente dependiendo de la concentración aplicada. Los racimos se cosecharon cuando las uvas alcanzaron el tamaño, el color y el contenido sólido solubles característicos de cada cultivar, según prácticas comerciales.

Así, en el experimento realizado en 2016, el tratamiento con JaMe 1mM aceleró el proceso de maduración de la baya en ambos cultivares, ya que el rendimiento de la vid fue mayor que en las viñas control, mientras que se observó un retraso en el proceso de maduración para uvas tratadas con JaMe 5 y 10 mM, siendo este efecto dosis dependiente (Figuras 1 y 2).

Figura 1. Producción acumulada en uva ‘Magenta’ según recolecciones.

Por ejemplo, en 'Magenta' tratado con JaMe 10 mM, el proceso de maduración se retrasó tres semanas, ya que las primeras uvas alcanzaron la maduración comercial el 11 de agosto (solo 2.6 kg de vid^-1), mientras que en las vides control este valor fue de 29 kg vid^-1. El efecto de JaMe 10mM sobre la inhibición del proceso de maduración fue incluso más alto en la variedad 'Crimson', ya que los primeros racimos se cosecharon en la última fecha de cosecha, es decir, cinco semanas después que las uvas de control (Figura 2).

Figura 2. Producción acumulada en uva ‘Crimson’ según recolecciones.

Los tratamientos con JaMe a 1, 5 y 10 mM disminuyeron el rendimiento total en ambos cultivares, siendo el efecto dosis-dependiente y mayor en 'Crimson' que en “Magenta”. Por lo tanto, el rendimiento total en las vides de control fue 34.18 ± 1.33 y 48.25 ± 1.68 kg de vid^-1 en 'Magenta' y 'Crimson', respectivamente, y significativamente más bajos (22.09 ± 2.9 y 1.59 ± 0.51 kg vid^-1), en aquellos tratados con JaMe 10 mM. En vista de estos resultados, los tratamientos con JaMe a 1, 0,1 y 0,01 mM se aplicaron en 2017 y en todos ellos aceleraron la maduración de la uva, ya que en la primera fecha de cosecha se cosecharon más kg de uvas de todas las vides tratadas con JaMe con respecto a los controles, siendo el efecto significativamente mayor a medida que aumenta la concentración de MeJA de 0,01 a 1 mM.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de España a través del Proyecto AGL2015-63986R y la Comisión Europea con fondos FEDER. Los autores agradecen a la Universidad Miguel Hernández por la beca de doctorado de M.E. García-Pastor.

Referencias bibliográficas

Beckers, G.J.M., Spoel, S.H. 2005. Fine-tuning plant defence signalling: salicylate versus jasmonate. Plant Biol. 1-10.
Creelman, R.A., Mullet, J.E. 1997. Biosynthesis and action of jasmonates in plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 48, 355-381.
Ferrara, G., Mazzeo, A., Matarrese, A.M.S., Pacucci, C., Punzi, R., Faccia, M., Trani, A.,
Gambacorta, G. 2015. Application of abscisic acid (S-ABA) and sucrose to improve
color, anthocyanin content and antioxidant activity of cv. ‘Crimson Seedless’ grapes
berries. Aust. J. Grape Wine Res. 21, 18–29.
MAPA, 2017. Estadísticas Agrarias. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación.
https://www.mapa.gob.es/es/agricultura/estadisticas/
Martínez-Esplá A, Zapata PJ, Castillo S, Guillén F, Martínez-Romero D, Valero D and Serrano M. 2014. Preharvest application of methyl jasmonate (MeJA) in two plum cultivars. 1. Fruit growth and quality attributes at harvest. Postharvest Biol. Technol. 98, 98-105.
Yao, H., Tian, S. 2005. Effects of pre- and post-harvest application of salicylic acid or methyl jasmonate on inducing disease resistance of sweet cherry fruit in storage. Postharvest Biol. Technol. 35, 253-262
Yu, M., Shen, L., Fan, B., Zhao, D., Zheng, Y., Sheng, J. 2009. The effect of MeJA on ethylene biosynthesis and induced disease resistance to Botrytis cinerea in tomato. Postharvest Biol. Technol. 54, 153-158.