Fisiologia do amadurecimento de tomates ‘Santa Clara’ e seu mutante natural ‘Firme’

Abstract

As mutações espontâneas na espécie Lycopersicon esculentum têm sido muito utilizadas pelos melhoristas como fonte de variabilidade genética com o objetivo de produzir tomates que apresentem maior resistência ao manuseio pós-colheita. Na região produtora de hortaliças de Viçosa, MG, identificaram-se plantas de tomate ‘Santa Clara’ cujos frutos apresentam coloração “amarelo-creme” quando imaturos e diversos aspectos de seu amadurecimento alterados. O objetivo do presente trabalho foi de estudar as alterações fisiológicas, visuais e ultraestruturais em frutos de tomateiro do cv. Santa Clara e seu mutante natural ‘Firme’ durante o amadurecimento na planta e o efeito da aplicação de etileno em frutos colhidos no estádio verde-maduro. Durante o amadurecimento na planta, os frutos ‘Santa Clara’ apresentaram mudança de cor da epiderme mais gradual e menos intensa do que os frutos mutantes, que apresentaram maior intensidade de cor vermelha nos últimos estádios de maturidade; observou-se aumento nos teores de carotenóides totais e licopeno de mais de 20 vezes tanto para frutos normais como para frutos mutantes. Os estudos de ultraestrutura evidenciaram que durante o amadurecimento de tomates ‘Santa Clara’ os cloroplastos pré-existentes se diferenciam em cromoplastos; por outro lado, no mutante ‘Firme’ a diferenciação em cromoplastos pode ocorrer inteiramente independente da presença de cloroplastos. Os frutos mutantes, durante o amadurecimento na planta, apresentaram menor produção de CO 2 e etileno em todos os estádios de amadurecimento; apesar da atividade da oxidase do ACC ter apresentado padrão de comportamento distinto durante o amadurecimento na planta entre frutos mutantes e normais, a magnitude da atividade foi a mesma. Frutos mutantes apresentaram atraso no aumento da atividade da enzima poligalacturonase em relação aos frutos normais. Os frutos normais acumularam açúcares durante seu amadurecimento na planta, enquanto que os frutos mutantes perderam açúcares com o amadurecimento, sendo que estes apresentaram teores de açúcares totais menores do que os de tomates normais tanto no pericarpo quanto no tecido locular. As mudanças fisiológicas características do amadurecimento dos frutos de tomate, como a perda de firmeza e a mudança de cor, foram influenciadas de maneira semelhante pela aplicação de etileno em frutos colhidos no estádio verde-maduro e armazenados a temperatura ambiente tanto para frutos normais como para frutos mutantes, o que indica que a sensibilidade do tecido ao etileno não foi alterada pela mutação. Os frutos mutantes apresentaram atraso na produção autocatalítica de etileno em relação aos frutos normais após a aplicação de etileno. A menor dose de etileno, 100 μL.L -1 , foi suficiente para acelerar o amadurecimento dos frutos do cv. Santa Clara assim como de seu mutante natural ‘Firme’.

Breeders have been using natural mutants of Lycopersicon esculentum species as source of genetic variability to enhance tomato fruit postharvest life. ‘Santa Clara’ tomato plants showing pale-yellow fruits and others fruit ripening aspects changed were found in Viçosa, MG. The aim of this work was to study the physiological, visual, and ultrastructural changes during ripening of ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits attached to the plant and the effect of exogenous ethylene on ripening of mature green fruit. ‘Santa Clara’ fruit showed a more gradual and less intense change on skin color than mutant fruit; we reported a rise higher than twenty fold in total carotenoids and lycopene levels during fruit ripening for ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits. Ultrastucture studies provide evidence that during ‘Santa Clara’ tomato fruit ripening chromoplast indeed differentiate from preexisting chloroplast; on the other hand, chromoplast differentiation in mutant fruit indicates that chromoplast development can be a process entirely independent of the chloroplast. Mutant fruit showed lower ethylene and CO 2 production at all maturity stages. ACC oxidase activity showed a distinct pattern during ripening of attached wild type and mutant fruits, nevertheless, the amount found for mutant and wild type were practically the same. Mutant fruit showed a delay on poligalacturonase activity rise comparing to wild type fruit. While wild type fruit showed a rise on total soluble sugars content during ripening mutant fruit showed a decrease on it, nevertheless, mutant fruit showed lower levels than wild type fruit for locular and pericarp total soluble sugars content at all maturity stages. Physiological changes during tomato fruit ripening, such as firmness loss and color change, were effected in a similar way by application of exogenous ethylene on mature green fruit stored at room temperature for mutant and wild type fruit, indicating that mutation did not change tissue ethylene-sensitivity. Mutant fruit showed a delay on autocatalytic ethylene production after application of exogenous ethylene when compared to ‘Santa Clara’ fruit. The lower ethylene concentration studied, 100 μLL -1 , enhanced ripening of ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits.