Tecnologia Científica

O tomate mutante ajuda a desvendar os segredos da frutificação
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Por Universidade de Tsukuba - 10/09/2020


Pode soar como algo saído de um filme B de ficção científica, mas com a ajuda de um tomate mutante, pesquisadores do Japão descobriram que o processo de desenvolvimento da fruta reconfigura sua via de metabolismo central.

Em um estudo publicado este mês na revista Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), pesquisadores da Universidade de Tsukuba revelaram que o "conjunto de frutas" - o processo de desenvolvimento de frutas em plantas - estimulou a via do metabolismo central em tomates por meio de uma sensibilidade aumentada ao hormônio vegetal giberelina.

Os tomates, embora comumente considerados vegetais, são na verdade frutas. A frutificação é o processo pelo qual os ovários das plantas se desenvolvem em frutos após a polinização e fertilização e, no tomate, o processo é desencadeado pela giberelina. Mas o papel desse hormônio nos processos metabólicos dos ovários que dão frutos ainda é desconhecido.

"A polinização é geralmente a chave para a obtenção de frutos, porque estimula o acúmulo de hormônios de crescimento das plantas, incluindo a giberelina, dentro dos ovários fertilizados", diz o autor principal do estudo, o professor Tohru Ariizumi. "As giberelinas estimulam aspectos do desenvolvimento da planta, como a frutificação, e desencadeiam o rápido crescimento dos ovários."

"A aplicação de hormônios como a giberelina nos ovários ou mutações genéticas nos genes reguladores negativos das cascatas hormonais pode causar partenocarpia", explica o professor Ariizumi. "Partenocarpia é a frutificação independente da polinização."


Para examinar frutas em tomates, os pesquisadores usaram multi-omics - especificamente, olhando para todo o RNA, proteínas e metabólitos de pequenas moléculas produzidos durante o metabolismo - e dados de atividade enzimática. Além disso, eles usaram a modelagem cinética para observar os primeiros processos que ocorrem durante a frutificação. O crescimento dos ovários durante a frutificação foi medido usando tomates do tipo selvagem e mutantes procera, que são hipersensíveis à giberelina.

"A aplicação de hormônios como a giberelina nos ovários ou mutações genéticas nos genes reguladores negativos das cascatas hormonais pode causar partenocarpia", explica o professor Ariizumi. "Partenocarpia é a frutificação independente da polinização."

As giberelinas são moléculas de sinalização que acionam cascatas de transdução de sinal - ou seja, elas ativam ou reprimem genes a jusante que são responsáveis ​​por realizar processos específicos de desenvolvimento e crescimento.

"Nosso estudo analisou os mecanismos bioquímicos da frutificação. Nossa análise foi capaz de definir os genes, proteínas, enzimas e metabólitos que foram afetados de forma consistente pela polinização e partenocarpia induzida por procera, e destacou que o metabolismo central foi consistentemente reconectado", diz o professor Ariizumi.

Os resultados deste estudo contribuem para um melhor entendimento do metabolismo da pegada de frutas , o que levará a novas estratégias de produção. Em particular, pode ser possível criar frutos partenocárpicos (que não têm sementes) e aumentar o controle da sobrevivência dos frutos durante os estágios iniciais de desenvolvimento.

 

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