Aplicación transversal del análisis metabolómico al sistema productivo de mandarinas

Abstract

Esta tesis se basa en el uso del análisis metabolómico como herramienta para la mejora genética y la comprensión de procesos fisiológicos en mandarinas, aspectos clave en este cultivo de alto valor económico. El objetivo central fue explorar, mediante enfoques no-dirigidos y dirigidos, los perfiles químicos de distintos órganos de la planta, inlcuyendo pulpa, cáscara, hojas y ovarios, y vincularlos con atributos de aceptabilidad sensorial, resistencia a enfermedades, alternancia productiva y respuesta a técnicas de cultivo. xii En la pulpa se aplicó espectroscopía de resonancia magnética nuclear de protón (¹H RMN) para caracterizar metabolitos hidrosolubles (azúcares y ácidos orgánicos) y correlacionarlos con la aceptabilidad sensorial de consumidores. Se desarrollaron modelos quimiométricos robustos que mostraron una alta correlación entre el cociente poder edulcorante/ácido cítrico y la preferencia del consumidor, demostrando la viabilidad para predecir objetivamente la calidad organoléptica mediante 1H RMN. La metodolgía se pudo transferir a equipos de 1H RMN de mesada, haciéndolo una herramienta accesible para programas de mejoramiento. La compleja matriz química de la cáscara se exploró en dos etapas. Primero, un estudio nodirigido mediante ¹H RMN permitió discriminar variedades a partir de pectinas, azúcares y compuestos lipofílicos, y sugirió un rol de los ácidos y alcoholes grasos en la resistencia al cancro cítrico. Posteriormente, un enfoque dirigido mediante GC-MS confirmó la importancia de la composición de las ceras epicuticulares. Las variedades resistentes presentaron un predominio de alcanos protectores, mientras que las susceptibles mostraron mayor proporción de alcoholes grasos, asociados a mayor permeabilidad cuticular. El análisis de hojas se centró en la alternancia productiva, una práctica que limita la rentabilidad citrícola. La caracterización no-dirigida mediante ¹H RMN distinguió los estados productivos y no productivos, identificando acumulación diferencial de carbohidratos, prolina y ácidos orgánicos según la fase fenológica. El análisis dirigido mediante LC-MS/MS confirmó diferencias en polifenoles y limonoides, sugiriéndolos como posibles biomarcadores de alternancia. La segunda parte de la tesis se enfocó en la variedad Afourer. Mediante la integración de datos de rendimiento productivo y de análisis metabolómicos de RMN se evaluó el impacto de técnicas de cultivo, como ser mallado, aplicación de ácido giberélico y polinización mediante abjeas, sobre la producción, la calidad del fruto y el desarrollo de ovarios. La betaína, una amina cuaternaría con conocida función osmoprotectora en plantas, fue clave en las primeras etapas de desarrollo. Se desarrolló además un estudio dirigido de giberelinas en ovarios mediante LCMS/ MS que mostró que la GA1 es una hormona clave para el desarrollo de este órgano, con variaciones significativas a lo largo del proceso de maduración del mismo. xiii El trabajo demuestra el valor del análisis metabolómico aplicado a cítricos como herramienta de diagnóstico temprano, selección varietal y apoyo a la gestión agronómica. La combinación de enfoques no-dirigidos y dirigidos permitió identificar quimiomarcadores asociados a la aceptabilidad del consumidor, la resistencia a enfermedades y la alternancia productiva, contribuyendo a una citricultura más eficiente, sostenible y orientada a la calidad.