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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2018.tde-08102018-171720
Documento
Autor
Nome completo
Bruna Orsi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2018
Orientador
Banca examinadora
Kluge, Ricardo Alfredo (Presidente)
Carvalho, Rogério Falleiros
Hassimotto, Neuza Mariko Aymoto
Nogueira, Fabio Tebaldi Silveira
Título em português
Variações alélicas que afetam a carotenogênese em tomateiro alteram o amadurecimento e a suscetibilidade dos frutos ao fungo Botrytis cinerea
Palavras-chave em português
Etileno
Linhagens quase-isogênicas
Micro Tom
Tomate
Resumo em português
Carotenoides são pigmentos encontrados em grande abundancia em frutos do tomateiro. A capacidade de sequestro de radicais destes pigmentos faz do tomate uma excelente opção para inclusão de compostos nutricionais pela dieta. Embora a síntese de carotenoides seja reconhecida como uma das respostas da cascata de eventos que levam ao amadurecimento, pouco se sabe a respeito de sua influência neste processo. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi determinar se o conteúdo e a composição de carotenóide nos frutos acarretam alterações na conservação e na suscetibilidade dos frutos ao fungo B. cinerea. Foram utilizadas linhagens quase isogênicas (NILs) ao Micro Tom (MT) carregando as mutações, Beta carotene (B), tangerine (t), yellow flesh (r) e Delta carotene (Del). A caracterização dessas variações alélicas revelou, não apenas alterações no conteúdo de carotenoides, mas também outros efeitos pleiotrópicos relacionados ao amadurecimento, parâmetros de qualidade, espessura da cutícula e propriedades nutricionais dos frutos. Em face disso, subsequentemente investigamos se o diferencial conteúdo e composição de carotenóides nas referidas NILs altera a suscetibilidade dos frutos ao fungo Botrytis cinerea. A caracterização do amadurecimento demonstrou que o pico climatérico dos frutos do mutante r foi antecipado, assim como a transição para o estádio breaker. De modo contrário, a alteração na coloração da epiderme do mutante t foi atrasada, reafirmando suspeitas de outros autores que sugeriram que a enzima carotenoide-isomerase é necessária para a síntese de carotenoides no escuro. O conteúdo de ácido ascórbico também foi contrastante entre estes genótipos, sendo que no mutante r a sua concentração foi elevada, enquanto em t sua concentração foi reduzida. A perda de massa dos frutos foi menor no mutante Del, no entanto, esta característica não esteve relacionada a espessura da cutícula, que foi maior em B. A inoculação com B. cinerea por meio de ferimentos na pele dos frutos revelou menor suscetibilidade do mutante t, e em menor amplitude, do mutante Del. Ainda, o mutante t também se mostrou menos suscetível à inoculação do patógeno sobre frutos intactos. A maior espessura da cutícula de B não reduziu sua suscetibilidade ao fungo, que infectou os tecidos preferencialmente através da cicatriz do pedúnculo. A interação com B. cinerea desencadeou a produção de etileno e de espécies reativas de oxigênio (EROs), assim, é provável que a capacidade de sequestro de radicais livres tenha contribuído para a redução da suscetibilidade em t e Del, que mostraram menor produção de superóxido. Juntos, estes resultados sugerem que a modulação na atividade de enzimas da carotenogênese pode servir como ferramenta para obtenção de frutos com diferente vida útil durante o armazenamento pós-colheita de tomate.
Título em inglês
Allelic variations affecting tomato carotenogenesis alter ripening and susceptibility of fruits to Botrytis cinerea
Palavras-chave em inglês
Ethylene
Micro Tom
Near isogenic lines
Post harvest decay
Resumo em inglês
Carotenoids are pigments found in great abundance in tomato fruits. The radical sequestration capacity of these pigments makes tomato an excellent option for inclusion of nutritional compounds in diet. Although the synthesis of carotenoids is recognized as one of the cascade responses that trigger ripening, little is known about its influence in this process. Thus, the aim of this study was to determine if the content and composition of carotenoids in the fruits alters the conservation and the susceptibility of the fruits to the B. cinerea fungus. Micro Tom (MT) near-isogenic lines (NILs) harboring the mutations Beta carotene (B), tangerine (t), yellow flesh (r) and Delta carotene (Del) has been used. The characterization of these allelic variations revealed not only changes in the carotenoid content but also other pleiotropic effects related to maturation, quality parameters, cuticle thickness and nutritional properties of fruit. In this way, we subsequently investigated whether the differential content and composition of carotenoids in NILs alters fruit susceptibility to the fungus Botrytis cinerea. The ripening characterization showed that the climacteric peak of the fruits of the r mutant was anticipated, as well as the transition to the breaker stage. Conversely, the change in epidermal coloration of mutant t was delayed, reaffirming suspicions of other authors who suggested that the carotenoid-isomerase enzyme is required for the synthesis of carotenoids in the dark. The ascorbic acid content was also contrasting among these genotypes, and in the r mutant its concentration was high, while at t its concentration was reduced. The fruit mass loss was lower in Del mutant, however, this characteristic was not related to cuticle thickness, which was higher in B. Wound-inoculation with B. cinerea revealed less susceptibility of the mutant t, and in a lesser extent, the mutant Del. Further, mutant t was also less susceptible to pathogen inoculation on intact fruits. The greater thickness of the cuticle of B did not reduce its susceptibility to the fungus, which infected the tissues preferentially through the scar of the peduncle. The interaction with B. cinerea triggered the production of ethylene and reactive oxygen species (ROS), so the free radical scavenging capacity probably contributed to the reduction of t and Del susceptibility, which showed lower production of superoxide. Together, these results suggest that modulation in carotenogenesis enzyme activity may serve as a tool to obtain fruit with different shelf-life during post-harvest tomato storage.
 
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Bruna_Orsi.pdf (3.94 Mbytes)
Data de Publicação
2018-10-24
 
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