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 ativos e sempre a desempenhar a mesma função, sendo, na prática, invisíveis para os engenheiros metabólicos.

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

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

Um candidato muito improvável

O gene analisado chama-se FveIPT2. Integra uma categoria de genes vegetais que os biólogos praticamente descartaram.

Habitualmente, os investigadores estudam estes genes de manutenção para perceber o que acontece quando falham - e o resultado costuma ser a morte da célula.

Fora isso, são geralmente arquivados como elementos rotineiros que apenas cumprem tarefas rotineiras. As citocininas, hormonas vegetais responsáveis pelo crescimento, ramificação e floração, apresentam uma divisão semelhante.

Algumas enzimas que as produzem orientam ativamente o desenvolvimento. Outras, entre as quais o FveIPT2, parecem limitar-se a manter as tarefas de base em funcionamento.

O projeto foi liderado pelo Dr. Lijun Gan, da Universidade Agrícola de Nanjing (NJAU), em conjunto com o Dr. Yi Li, da Universidade do Connecticut (UConn).

Aumento drástico da atividade do FveIPT2

A equipa criou plantas de morangueiro que sobre-expressavam o FveIPT2, fazendo com que o gene funcionasse a níveis muito superiores ao normal.

Duas linhas modificadas foram testadas juntamente com plantas selvagens, em condições idênticas.

Numa das linhas, o gene funcionava cerca de oito vezes mais do que nos controlos. A outra elevou-o para quase 49 vezes mais, muito acima do que uma planta não modificada costuma produzir.

Depois, os investigadores acompanharam o crescimento das plantas. A floração ocorreu dentro do calendário previsto e a formação dos frutos deu-se no momento esperado.

Externamente, as plantas modificadas não apresentavam diferenças face às plantas selvagens.

Frutos mais ricos, produção semelhante

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

O peso individual dos frutos, as dimensões das bagas e os níveis de açúcar mantiveram-se inalterados.

A segunda surpresa apareceu quando a equipa mediu a composição química dos frutos. As antocianinas totais aumentaram 34 por cento na linha com maior expressão.

O total de flavonoides e de compostos fenólicos também aumentou em paralelo. Os frutos chegaram mesmo a apresentar um tom de vermelho ligeiramente mais escuro.

Nenhum destes ganhos foi acompanhado por uma redução do crescimento ou da doçura. A combinação de mais antioxidantes, rendimentos iguais e doçura semelhante era inesperada.

Os valores das antocianinas disparam

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

Nove antocianinas específicas aumentaram acentuadamente. O cloreto de cianidina atingiu 18 vezes o nível registado no tipo selvagem.

Outra variante de cianidina ficou quase dez vezes acima. O cloreto de pelargonidina chegou a um valor próximo de sete vezes superior.

Estes compostos não são apenas pigmentos. As antocianinas são antioxidantes e uma revisão publicada associa-as a um menor risco de doenças cardiovasculares e neurodegenerativas nos seres humanos.

Os genes que produzem estes compostos, bem como os reguladores que ativam esta via, estavam todos mais ativos nos frutos modificados.

Aroma mais doce, com menos aguarrás

A cor não completa o quadro, e grande parte da reputação dos morangos depende do seu aroma.

Dos 47 terpenoides 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.

Já o composto α-pineno, que confere uma nota resinosa, semelhante a aguarrás, às bagas de menor qualidade, diminuiu de forma visível.

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

Uma via biológica oculta

Os investigadores esperavam que a cascata funcionasse através do sinal padrão das citocininas, mas não foi isso que aconteceu.

Essa via deveria ter ativado determinados genes marcadores, os que se ligam sempre que as hormonas citocininas são ativadas.

Porém, quando a equipa os mediu, verificou que tinham diminuído, e não aumentado.

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

A função quotidiana do gene envolve a manutenção celular básica: o processo de ajustar moléculas que ajudam as células a produzir proteínas.

Essa função de manutenção poderá estar a orientar a química dos frutos através 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 selecionada para utilização em laboratório e não para campos comerciais.

Ainda está por testar se o mesmo efeito se estende a outras variedades comerciais.

Também permanece em aberto a forma como o FveIPT2 desencadeia efetivamente as alterações químicas.

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

Uma alavanca genética diferente

Pela primeira vez, demonstrou-se que um gene de manutenção deste tipo consegue melhorar a química dos frutos 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 dos frutos sem as penalizações de crescimento que frequentemente acompanham a engenharia metabólica”, afirmou Gan.

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

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

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