Os tomates são um alimento básico nas dietas em todo o mundo e uma parte essencial da agricultura sustentável. Agora, cientistas do Boyce Thompson Institute (BTI) relataram informações sobre uma mutação de tomate há muito conhecida, revelando o potencial para melhorar a qualidade da fruta e a resistência ao estresse.

“O que começou como uma curiosidade sobre um mutante intrigante se transformou em uma descoberta potencialmente transformadora para a agricultura sustentável”, disse a pesquisadora principal Carmen Catalá, professora assistente adjunta da BTI e pesquisadora associada sênior na Escola de Ciência Vegetal Integrativa de Cornell.

A investigação, publicada no Journal of Experimental Botany , concentrou-se em decodificar o mistério de um mutante de tomate chamado "adpressa", descoberto pela primeira vez na década de 1950. O mutante chamou a atenção por causa de uma característica incomum: as plantas adpressas são incapazes de sentir a gravidade. Essas plantas geralmente crescem perto do solo, em vez de para cima em direção ao céu; portanto, seu nome transmite o hábito de ser plano (adpressed) contra o solo.

A equipe liderada por Catalá, incluindo os pesquisadores de pós-doutorado da BTI Philippe Nicolas e Richard Pattison, começou descobrindo a mudança genética precisa que causa esse efeito fascinante. Eles descobriram que a mutação bloqueia a síntese de amido, que é uma forma de armazenamento de açúcar.

A equipe foi além, usando a mutação para investigar questões fundamentais sobre a biologia das frutas. Eles descobriram que o mutante mostra grandes ajustes metabólicos e de transcrição, incluindo aumento dos níveis de açúcares solúveis e aumento do crescimento. Mais surpreendente foi a descoberta de resistência total à podridão da ponta da flor (BER), um distúrbio fisiológico que causa a deterioração das membranas celulares da fruta e uma área seca, preta e afundada no fundo dos tomates.

Frequentemente observada por jardineiros e produtores comerciais, a incidência de BER é difícil de prever, mas está diretamente relacionada a estresses ambientais, como temperatura ou irrigação irregular. A BER também afeta outras frutas e vegetais, incluindo pimentão, abóbora, pepino e melão. Embora esse distúrbio complexo tenha sido intensamente estudado, os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento de BER não são totalmente compreendidos.

"Nossas descobertas com o mutante adpressa são bastante promissoras. Ao contrário do que se pensava anteriormente, a falta de amido não alterou o desenvolvimento e amadurecimento dos frutos. Na verdade, os frutos adpressa eram um pouco maiores e acumulavam mais açúcares durante o crescimento. A descoberta mais notável é a resistência à podridão apical. Essas descobertas abrem novos caminhos para melhorar o rendimento e a qualidade dos frutos, especialmente sob condições ambientais estressantes", observou Nicolas.

A equipe de pesquisa do BTI colaborou com cientistas do Instituto Max Planck na Alemanha, o Instituto de Hortofruticultura Subtropical e Mediterrânea "La Mayora" em Málaga, Espanha, e o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos. Juntos, eles utilizaram ferramentas avançadas de análise genômica e metabólica para estudar como a mutação afeta o desenvolvimento dos frutos.

"A intrincada conexão que observamos entre o metabolismo do açúcar e a resistência a danos celulares nos tecidos da fruta é particularmente fascinante. Este estudo revela o potencial para a engenharia ou criação de tomates que podem suportar melhor os desafios ambientais", disse Nicolas.

A equipe agora está trabalhando para entender por que esses mutantes são resilientes contra estresses abióticos e esperam encontrar genes ou compostos alvo com um papel essencial na resistência ao BER.

“Esperamos que esta descoberta leve a novas abordagens na criação de plantas resistentes à podridão da flor e outros tipos de danos induzidos pelo estresse”, disse Catalá. "Isso não apenas beneficiaria jardineiros e produtores comerciais, mas também teria um impacto significativo em países com condições adversas de cultivo, onde pequenos agricultores não têm recursos para proteger suas plantações de desafios ambientais, como a seca".