O desenvolvimento de flores e frutos no tomateiro (Solanum lycopersicum) depende de um sistema de controle genético ativado por hormônios vegetais, em especial a auxina. Um estudo científico liderado pelo prof. Nave Man, em Israel, revelou como o módulo genético SlmiR167-SlARF8 — composto pelo microARN SlmiR167a e pelas proteínas receptoras SlARF8A e SlARF8B — coordena o formato das flores, a liberação de pólen e o surgimento de frutos sem sementes, permitindo colheitas abundantes mesmo sob frio intenso. O artigo completo se encontra em bit.ly/4xEaGIt.
Para que a flor do tomateiro consiga se autopolinizar, as suas partes femininas e masculinas precisam estar na distância e na posição corretas. A parte feminina (o pistilo, onde fica o ovário e a ponta chamada estigma) precisa estar alinhada com a parte masculina (os estames, formados por antenas carregadas de pólen).
O estudo mostrou que as proteínas SlARF8A e SlARF8B atuam diretamente nessa geometria, estimulando o alongamento do pistilo e freiando o crescimento dos estames. Quando a planta não produz essas duas proteínas (mutantes sem SlARF8), o pistilo fica curto e os estames crescem demais, fazendo com que o estigma fique escondido no fundo da flor. Por outro lado, quando a planta perde o microARN que regula essas proteínas (mutante Slmir167a), os estames diminuem de tamanho e o pistilo sobressai para fora do cone floral.
A "Chave" Genética que Libera o Pólen
A liberação do pólen ocorre quando as anteras da flor se abrem no momento certo (deiscência). Os pesquisadores descobriram que a proteína SlARF8B desempenha um papel exclusivo e fundamental no controle dessa abertura. Plantas do tipo Slmir167a acumulam excesso da proteína SlARF8B. Como resultado, as anteras permanecem totalmente fechadas e não liberam pólen, mesmo produzindo grãos de pólen saudáveis e viáveis.
Esse travamento acontece porque as paredes celulares das anteras não recebem o reforço de lignina (o composto que dá rigidez às plantas) necessário para se romperem e secarem corretamente.
Quando os cientistas desativam a proteína SlARF8B, a rigidez da parede celular é restaurada e as anteras voltam a se abrir normalmente. Isso prova que a SlARF8B funciona como um "freio" para a liberação de pólen.
Frutos partenocárpicos
Em tomateiros comuns, o fruto só começa a crescer depois que a flor é fertilizada pelo pólen. No entanto, alterar a combinação desses genes permitiu ativar o crescimento do fruto de forma automática, um fenômeno conhecido como partenocarpia facultativa. A combinação das mutações Slarf8b e Slmir167a gera um desenvolvimento extremamente veloz dos órgãos reprodutivos e dos frutos.
Em mais de 70% das flores onde os estames foram removidos antes da fertilização, a planta Slarf8b Slmir167a desenvolveu frutos vermelhos e carnosos sem precisar de qualquer grão de pólen. Esse efeito acontece porque o microARN SlmiR167a e a proteína SlARF8B atuam em conjunto para reprimir a proteína SlARF8A. Quando esses dois repressores são retirados, a SlARF8A se acumula no ovário da flor e envia um sinal contínuo para que o fruto se desenvolva, mesmo sem fecundação.
Alta Produtividade e Resistência ao Frio
As baixas temperaturas (especialmente noites frias entre 5º e 10º C) costumam inviabilizar o pólen das lavouras tradicionais de tomate, impedindo que as flores virem frutos. Para testar o comportamento prático dessas modificações genéticas, a equipe realizou cultivos de campo durante o inverno, sem aquecimento artificial. Os dados do cultivo sob baixas temperaturas revelaram avanços significativos de produtividade:
O mutante Slarf8b Slmir167a produziu dez vezes mais quilos de frutos vermelhos maduros do que as plantas de tomate comum, mantidas nas mesmas condições de frio. Os tomates eram mais pesados, porque a quantidade total de tomates maduros colhidos por planta foi seis vezes maior em comparação com o tomateiro comum. Assim, enquanto as plantas comuns produziram frutos pequenos e atrasados devido ao estresse térmico, as plantas modificadas mantiveram o desenvolvimento de frutos grandes e bem formados.
O índice de colheita da planta modificada aumentou drasticamente, o que significa que ela parou de gastar energia apenas emitindo folhas e galhos e concentrou seus recursos na formação de frutos.
Importância Prática
A duplicação dos genes da família ARF8 ao longo da evolução permitiu que o tomateiro desenvolvesse funções sobrepostas e especializadas para regular a reprodução. A proteína SlARF8B atua como um regulador duplo, já que ela impede que a antera se abra antes da hora e bloqueia a formação do fruto enquanto a fertilização não ocorre.
A identificação e o ajuste fino da via genética SlmiR167-SlARF8 abrem portas para o desenvolvimento de variedades de tomate industrial e de mesa mais robustas. Essas novas linhagens garantem estabilidade de produção, safra antecipada e alto rendimento mesmo em regiões ou estações do ano sujeitas a geadas e quedas bruscas de temperatura.
Mais que isso, a pesquisa permite ampliar os horizontes da Ciência Agronômica, expandindo essa inovação para outros cultivos, melhorando a sua produtividade e qualidade.
O autor é engenheiro agrônomo, membro da Academia Brasileira de Ciência Agronômica.
