Cultivar-Specific Differences in C6 and C7 Sugar Metabolism During Avocado Ripening: Comparative Insights from Bacon, Fuerte, and Hass

Abstract

Avocado is a unique fruit in which of seven-carbon (C7) sugars (notably D-mannoheptulose and perseitol) dominate the carbohydrate profile at harvest. Despite growing interest in sugar-mediated ripening processes, limited comparative data exist across cultivars. This work characterises the dynamic changes in non-structural carbohydrates in the mesote carp of three commercially relevant avocado varieties—Bacon, Fuerte, and Hass—across four defined ripening stages, from unripe to overripe, with five biological replicates per stage. Using a validated hydrophilic interaction liquid chromatography–mass spectrometry (HILIC–MS) method, we quantified five key sugars and assessed their evolution through ripening. Concentrations varied among the studied samples within the following ranges: D-mannoheptulose, 0.4–49 mg/g dry weight (DW); perseitol, 0.5–23 mg/g DW; glucose, 0.8–5.3 mg/g DW; fructose, 0.6–4.5 mg/g DW; and sucrose, 0.5–3.4 mg/g DW. C7 sugar levels consistently declined, while C6 sugars increased—primarily between the interme diate and ready-to-eat stages—with distinct cultivar-specific patterns. Bacon maintained elevated C7 concentrations for a longer period; Fuerte exhibited a rapid transition from C7 to C6 sugars; and Hass displayed a more gradual and balanced shift. Multivariate analysis (partial least squares discriminant analysis, PLS-DA) effectively discriminated between cultivars at each ripening stage, confirming cultivar-specific metabolic signatures. These f indings offer new insights into avocado carbohydrate metabolism, emphasising variety dependent pathways that could inform breeding strategies, optimise postharvest ripening protocols, and support the nutritional characterisation of different avocado cultivars.

El aguacate es una fruta singular en la que los azúcares de siete carbonos (C7), principalmente la D -manoheptulosa y el perseitol, predominan en su perfil de carbohidratos al momento de la cosecha. A pesar del creciente interés en los procesos de maduración mediados por azúcares, existen pocos datos comparativos entre cultivares. Este trabajo caracteriza los cambios dinámicos en los carbohidratos no estructurales del mesotecarpo de tres variedades de aguacate de relevancia comercial —Bacon , Fuerte y Hass— a lo largo de cuatro etapas de maduración definidas, desde verde hasta sobremaduro, con cinco réplicas biológicas por etapa. Mediante un método validado de cromatografía líquida de interacción hidrofílica acoplada a espectrometría de masas (HILIC-MS), cuantificamos cinco azúcares clave y evaluamos su evolución durante la maduración. Las concentraciones variaron entre las muestras estudiadas dentro de los siguientes rangos: D -manoheptulosa, 0,4–49 mg/g de peso seco (PS); perseitol, 0,5–23 mg/g PS; glucosa, 0,8–5,3 mg/g PS; Los niveles de fructosa oscilaron entre 0,6 y 4,5 mg/g de peso seco (PS) y los de sacarosa entre 0,5 y 3,4 mg/g PS. Los niveles de azúcares C7 disminuyeron de forma constante, mientras que los de azúcares C6 aumentaron —principalmente entre las etapas intermedia y de maduración óptima— con patrones específicos de cada cultivar. El cultivar Bacon mantuvo concentraciones elevadas de C7 durante un período más prolongado; Fuerte mostró una transición rápida de azúcares C7 a C6; y Hass presentó un cambio más gradual y equilibrado. El análisis multivariante (análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales, PLS-DA) discriminó eficazmente entre cultivares en cada etapa de maduración, confirmando las firmas metabólicas específicas de cada cultivar. Estos hallazgos ofrecen nuevos conocimientos sobre el metabolismo de los carbohidratos del aguacate, destacando las rutas metabólicas dependientes de la variedad que podrían fundamentar las estrategias de mejoramiento genético, optimizar los protocolos de maduración poscosecha y respaldar la caracterización nutricional de diferentes cultivares de aguacate.