Melhoramento do tempo de vida e sabor do tomate

Comprar tomates e outras frutas na mercearia é sempre uma aposta porque, por melhores que pareçam, costumam ser firmes, mas não têm sabor. Um grupo de investigadores de plantas descobriu um gene que pode aumentar as chances de que os futuros tomates comprados em lojas permaneçam firmes até que o consumidor os leve para casa e tenham a combinação certa de sabor e suavidade quando consumidos.

A investigação liderada por Jim Giovannoni, membro do corpo docente do Boyce Thompson Institute, acredita que esta descoberta também pode ser uma bênção para os produtores comerciais de frutas, que estão sempre a procurar maneiras de estender a vida útil das suas colheitas sem sacrificar o sabor, refere BTI num comunicado.

A investigação é descrita em um artigo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, com autores do BTI, Cornell University, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) e da Zhejiang University.

Os frutos ficam mais macios à medida que amadurecem, tornando-os suscetíveis a danos ou apodrecimento no transporte do campo para o supermercado. Os agricultores atualmente estendem a vida de prateleira colhendo as frutas antes que estejam maduras e controlando a temperatura e outros fatores ambientais durante o transporte. Mas esses métodos atrasam todo o processo de amadurecimento, resultando em tomates e outras frutas que são firmes, mas sem sabor.

O estudo analisou o genoma do tomate (Solanum lycopersicum) para procurar genes envolvidos no amaciamento de frutas, mas não no amadurecimento. A equipa identificou um fator de transcrição, os limites do órgão lateral do S. lycopersicum (SlLOB1), que regulava uma ampla gama de genes relacionados à parede celular e processos de amolecimento de frutas.

“Até agora, quase todos os fatores de transcrição que o meu laboratório identificou no tomate estão envolvidos no controle global do amadurecimento”, disse Giovannoni, que também é biólogo molecular de plantas no USDA-ARS Robert W.

Holley Center e professor adjunto na Escola de Ciências Integrativas de Plantas de Cornell. “SlLOB1 é interessante porque regula principalmente os genes envolvidos no amolecimento da parede celular e outras mudanças texturais da fruta.”

A modulação do SlLOB1 pode render tomates maduros – e, portanto, saborosos – que ainda não começaram a amolecer, aumentando sua vida útil.

Quando uma ideia gela

Trabalhos anteriores do grupo de Giovannoni descobriram que muitos fatores de transcrição relacionados ao amadurecimento do tomate foram inicialmente expressos no lóculo da fruta – o tecido semelhante a um gel que envolve as sementes.

“A maioria dos biólogos de frutas descarta o gel locular porque ele contém as sementes, que são‘ plantas embrionárias ’distintas da própria fruta”, disse ele. “Mas os primeiros indícios de amadurecimento ocorrem no lóculo, antes mesmo que a fruta comece a mudar de cor ou a produzir etileno que ajuda a amadurecer. O meu grupo tem analisado mais de perto o locule nos últimos anos. ”

Por esse motivo, a equipa analisou um banco de dados de expressão génica de tomate para fatores de transcrição que eram altamente expressos no lóculo. Eles também procuraram genes com expressão elevada no pericarpo – a parede externa da fruta – com a premissa de que provavelmente expressaria fatores de transcrição específicos de amolecimento. Em ambos os tecidos, altos níveis de SlLOB1 coincidiram com o amadurecimento.

Em tomateiros vivos, a equipa descobriu que a inibição da expressão de SlLOB1 resultou em amolecimento retardado e frutas mais firmes, enquanto a superexpressão do gene acelerou o processo de amolecimento.

É importante salientar que a equipa mostrou que a inibição da expressão de SlLOB1 não afetou o processo de amadurecimento: os tomates amadureceram nos seus prazos normais. Os níveis de açúcar e ácidos das frutas permaneceram inalterados, sugerindo que “do ponto de vista do sabor, as frutas provavelmente permaneceram inalteradas”, disse Giovannoni, embora reconheça que o estudo não incluiu testes de sabor. “O que mudou foi a textura das frutas; eles permaneceram mais firmes por mais tempo e amoleceram depois. ”

Ele acrescentou: “Se pudermos encontrar variantes do gene SlLOB1 que atrasam o amolecimento, os criadores poderiam introduzi-los em variedades comerciais para produzir tomates de alta qualidade e mais saborosos que não se tornam muito macios antes de os consumidores os levarem para casa.”

O retardamento do amolecimento induzido pela inibição da expressão de SlLOB1 foi associado a outra alteração: os frutos ficaram com a cor vermelha mais escura, devido aos níveis mais elevados dos pigmentos beta-caroteno e licopeno no lóculo e licopeno no pericarpo.

“Esses tomates também têm uma qualidade nutricional aumentada porque esses pigmentos são antioxidantes e seu corpo converte o beta-caroteno em vitamina A”, disse Giovannoni.

Além de estudar a diversidade genética do SlLOB1 entre as variedades de tomate, o grupo de Giovannoni está a trabalhar para introduzir o SlLOB1 e outros genes em variedades de tomate tradicionais, que são valorizadas por sua qualidade e sabor, mas inadequadas para produção comercial devido ao seu baixo prazo de validade.

De forma mais ampla, o grupo de Giovannoni continua a investigar como todos os componentes genéticos que regulam o amadurecimento do tomate funcionam juntos, incluindo se as próprias sementes estão envolvidas no processo de amadurecimento.

O trabalho de investigação foi apoiado por doações do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China (2016YFD0400100), 111 Projeto B17039, Serviço de Pesquisa Agrícola dos EUA, Fundação Nacional de Ciência dos EUA (IOS-1339287 e IOS-923312) e China Conselho de Bolsas.