Manipulação dos níveis de óxido nítrico e seus impactos sobre a fisiologia e qualidade nutricional de frutos de tomateiro

Autor(es)

Rafael Zuccarelli

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2022-08-05

Membros da banca

Luciano Freschi; Marília Gaspar; Halley Caixeta de Oliveira; Ivan Sestari

• Orientador: Luciano Freschi; Maria Magdalena Rossi

Resumo

O amadurecimento de frutos carnosos é um fenômeno controlado por uma complexa rede de hormônios e moléculas sinalizadoras, e o óxido nítrico (NO) tem sido apontado como um importante mediador desse processo. No entanto, ainda são pouco conhecidos os mecanismos moleculares associados à ação do NO nos frutos, bem como suas consequências nos eventos responsáveis por dar prosseguimento as mudanças de cor, sabor aroma e valor nutricional que ocorrem durante o amadurecimento. Por isso, neste trabalho, conduzimos uma detalhada caracterização do transcriptoma e metaboloma em frutos de tomateiro (Solanum lycopersicum), tratados com concentrações fisiologicamente relevantes de NO. Esse tratamento foi efetuado por meio do oferecimento de uma atmosfera enriquecida com NO, de fluxo contínuo e em normóxia, no estágio pré-climatérico de frutos destacados. Após o tratamento, os frutos exibiram um fenótipo de maturação atrasada, com a preservação da coloração esverdeada da região pedicelar em estágios mais avançados do amadurecimento. Essas mudanças ocorreram sem causar injúrias ou danos a aparência dos frutos tratados. Aproximadamente um terço dos transcritos detectados durante o madurecimento sofreu alteração em sua abundância em função do tratamento com NO, com relevante repressão de diversos genes reguladores do amadurecimento, o que acarretou na diminuição da produção e sensibilidade dos frutos ao etileno. Ensaios in vitro da atividade de enzimas-chaves do metabolismo antioxidante e análises dos níveis de peróxido de hidrogênio revelaram uma alteração significativa no metabolismo redox dos frutos tratados com NO. Esse desbalanço no estado redox dos frutos resultou, por sua vez, na intensificação do estresse nitro-oxidativo, o qual pôde ser verificado pelo aumento dos eventos de S-nitrosação e nitração de proteínas detectadas ao longo do amadurecimento. Foi observado também, interessantemente, o aumento da atividade da S-nitrosoglutationa redutase (GSNOR), enzima responsável por remover os estoques endógenos de S-nitrosoglutationa (GSNO), um dos principais metabólitos derivados do NO. Sofreram impacto, em simultâneo, a biossíntese de flavonoides e ascorbato, com incrementos de 60% e 25% nas suas concentrações, respectivamente. Esse incremento foi acompanhado, consistentemente, pelo aumento da abundância de transcritos de genes relacionados com a biossíntese dessas duas classes de compostos. Os carotenoides, por outro lado, apresentaram nos frutos tratados com NO apenas 70% da concentração encontrada no grupo controle, com a concomitante supressão dos transcritos de diversos genes relacionados com a biossíntese de licopeno, o principal carotenoide responsável pela cor vermelha do tomate. Por fim, os demais compostos relacionados com o sabor e aroma, tais como açucares, ácidos orgânicos, aminoácidos e compostos voláteis, sofreram apenas uma discreta alteração dos seus conteúdos. Em conjunto, nossos resultados indicam que o tratamento de NO, nos estágios iniciais do amadurecimento, foi capaz de promover o aumento da durabilidade do fruto, com alterações na composição antioxidante, e poucos impactos em atributos relacionados ao sabor e aroma do fruto. (AU)

• Processo FAPESP: 16/02033-1 - Manipulação dos níveis de óxido nítrico e seus impactos sobre a fisiologia, balanço hormonal e qualidade nutricional de frutos de tomateiro
• Beneficiário: Rafael Zuccarelli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado