FveIPT2 melhora a cor, o aroma e os antioxidantes dos morangos

Há uma classe pouco conhecida de genes vegetais que os biólogos costumam encarar como ruído de fundo.

São classificados como genes de manutenção, responsáveis por assegurar o funcionamento das células.

Parte-se do princípio de que são intervenientes passivos, permanentemente activos e sempre a desempenhar a mesma função, sendo praticamente invisíveis para os engenheiros metabólicos.

No entanto, uma equipa decidiu pôr essa ideia generalizada à prova. Seleccionou um gene do morangueiro-silvestre quase ausente da investigação sobre sabor ou nutrição.

Ao fazê-lo, aumentou a sua actividade cerca de 50 vezes e observou a resposta do fruto.

Um candidato altamente improvável

O gene analisado chama-se FveIPT2. Pertence a uma categoria de genes vegetais que os biólogos, em larga medida, deixaram de considerar relevante.

Os investigadores tendem a estudar estes genes de manutenção para perceber o que ocorre quando falham, sendo que o resultado habitual é a morte da célula.

Fora isso, são normalmente arquivados como elementos rotineiros que desempenham tarefas rotineiras. As citocininas, hormonas vegetais que controlam o crescimento, a ramificação e a floração, revelam uma divisão semelhante.

Algumas enzimas que as produzem orientam activamente o desenvolvimento. Outras, entre as quais o FveIPT2, parecem limitar-se a manter as operações de fundo em funcionamento.

O Dr. Lijun Gan, da Nanjing Agricultural University (NJAU), liderou o projecto juntamente com o Dr. Yi Li, da University of Connecticut (UConn).

Aumento drástico da actividade do gene FveIPT2

A equipa criou plantas de morangueiro que sobre-expressavam o FveIPT2, levando o gene a funcionar em níveis muito superiores aos normais.

Duas linhas modificadas foram ensaiadas em paralelo com plantas selvagens, em condições equivalentes.

Numa das linhas, o gene funcionava cerca de oito vezes mais do que nos controlos. Na outra, a actividade aproximou-se de 49 vezes a dos controlos, muito acima do que uma planta não modificada produz habitualmente.

Depois, os investigadores acompanharam o crescimento das plantas. Floresceram no momento previsto, e a formação dos frutos ocorreu também no tempo esperado.

Externamente, as plantas modificadas não apresentavam qualquer diferença face às plantas selvagens.

Frutos mais ricos, produtividade semelhante

A primeira surpresa surgiu daquilo que não aconteceu durante o estudo. Aos 40 dias e, novamente, aos seis meses, as plantas modificadas eram equivalentes às suas contrapartes selvagens, tanto em tamanho como em aspecto.

O peso de cada fruto, as dimensões das bagas e os níveis de açúcar mantiveram-se inalterados.

A segunda surpresa apareceu quando a equipa avaliou a química dos frutos. O total de antocianinas aumentou 34 por cento na linha com maior expressão.

Os flavonóides totais e os compostos fenólicos também subiram em conjunto. Os frutos adquiriram inclusivamente uma tonalidade de vermelho ligeiramente mais escura.

Nenhum destes ganhos implicou uma redução do crescimento ou da doçura. Esta combinação - mais antioxidantes, os mesmos rendimentos e doçura semelhante - foi inesperada.

Os valores de antocianinas disparam

Os dados metabólicos revelaram a verdadeira dimensão do efeito. Dos 1.058 compostos detectados em frutos maduros, quase setecentos diferiam entre as plantas modificadas e as selvagens.

Nove antocianinas específicas aumentaram de forma acentuada. O cloreto de cianidina atingiu 18 vezes o nível observado no tipo selvagem.

Outra variante de cianidina apresentou um valor quase dez vezes superior. O cloreto de pelargonidina chegou a quase sete vezes mais.

Estes compostos não são apenas pigmentos. As antocianinas são antioxidantes, e uma revisão publicada associa-as a menor risco de doença cardiovascular e neurodegenerativa nos seres humanos.

Os genes que produzem estes compostos, bem como os reguladores que activam essa via, funcionavam todos com maior intensidade nos frutos modificados.

Aroma mais doce e menos terebintina

A cor não completa o quadro, e os morangos devem grande parte da sua reputação ao aroma.

Dos 47 terpenóides medidos pela equipa, 24 aumentaram. Os dois maiores aumentos ultrapassaram ambos dez vezes os valores iniciais.

O linalol, composto responsável pelas notas doces e florais dos morangos, registou uma subida acentuada.

O composto α-pineno, que acrescenta uma nota resinosa, semelhante a terebintina, às bagas de menor qualidade, diminuiu de forma evidente.

Trabalhos anteriores com tomates demonstraram que é possível aumentar o linalol através da engenharia metabólica, mas apenas o aroma, e não o pigmento. Esta equipa conseguiu ambos os resultados, recorrendo a um único gene.

Uma via biológica oculta

Os investigadores esperavam que a cascata actuasse pela via de sinalização padrão das citocininas, mas não foi isso que aconteceu.

Essa via deveria ter activado determinados genes marcadores, que se ligam sempre que as hormonas citocininas são activadas.

Porém, quando a equipa os mediu, verificou que diminuíram, em vez de aumentarem.

Assim, seja qual for a acção do FveIPT2, a via hormonal convencional poderá não ser o principal factor.

A função habitual do gene envolve a manutenção celular básica, nomeadamente o processo de ajuste de moléculas que ajudam as células a produzir proteínas.

Esta função de manutenção poderá estar a orientar a química do fruto por meio de um mecanismo que contorna por completo a sinalização hormonal padrão.

Para lá dos morangueiros-silvestres

As experiências foram realizadas com um morangueiro-silvestre, uma planta-modelo criada para utilização laboratorial, e não para campos comerciais.

Ainda falta testar se o mesmo efeito se verifica em outras variedades comerciais.

Também continua por esclarecer de que modo o FveIPT2 desencadeia efectivamente as alterações químicas.

Os investigadores excluíram a via hormonal mais óbvia, mas ainda não identificaram o mecanismo que impulsiona o efeito no seu conjunto.

Uma alavanca genética diferente

Pela primeira vez, demonstrou-se que um gene de manutenção deste tipo pode melhorar a química do fruto sem prejudicar a planta.

“Ao visar um gene do tipo tRNA em vez dos reguladores hormonais clássicos, conseguimos melhorar a cor, o aroma e os compostos nutricionais do fruto sem as penalizações no crescimento que frequentemente acompanham a engenharia metabólica”, afirmou Gan.

Isto oferece aos melhoradores uma alavanca diferente. Os programas de melhoramento de morangos que procuram uma cor mais escura, um aroma mais intenso e mais antioxidantes deixam de ter de aceitar uma redução da produtividade.

Se genes semelhantes funcionarem da mesma forma em maçãs, pêssegos ou uvas, o conjunto de ferramentas alarga-se consideravelmente.

Genes que antes eram descartados poderão revelar-se alguns dos alvos de melhoramento mais valiosos que a ciência dos frutos ainda tem de explorar plenamente.