O que define a melancia sem semente

A melancia (Citrullus lanatus) é uma cultura hortícola economicamente importante e uma das cinco frutas frescas mais consumidas no mundo. Em comparação com os cultivares com sementes tradicionais, a melancia sem sementes é a preferida pelos consumidores, apresenta melhor qualidade de fruta e proporciona maior benefício econômico aos produtores.

Pesquisa sobre características sem sementes para melhoramento de plantasestá cada vez mais focado em abordagens moleculares e biotecnológicas. No entanto, apenas alguns mutantes de frutos sem sementes foram caracterizados em safras valiosas em agronomia e horticultura e estão disponíveis para uso no melhoramento de safras. As melancias sem sementes convencionais são principalmente triplóides, o que apresenta muitas desvantagens:

1) o tedioso processo de produção de sementes F1 triplóides comerciais;

2) o baixo rendimento e o custo relativamente alto das sementes F1;

3) dificuldade de germinar sementes F1 e cuidar de suas mudas;

4) o vencimento tardio das plantas resultantes. Melancias sem sementes diplóides podem ser produzidas por meio de mutação de genes reprodutivos específicos ou por translocação cromossômica, que leva a defeitos durante a meiose. No entanto, os mecanismos detalhados subjacentes à formação da melancia sem sementes diplóide permanecem em grande parte desconhecidos.

A nova linha de translocação cromossômica espontânea "148" exibe um fenótipo de menos sementes em seu híbrido F1, mas cria sementes normalmente quando autofecundada. Os resultados da polinização cruzada mostraram que o número reduzido de sementes na linhagem híbrida F1 "2018-z-4" foi causado pela semi-esterilidade dos gametas femininos. Para investigar melhor a causa da semesterilidade do gameta na linha "2018-z-4", o comportamento dos cromossomos durante a meiose foi cuidadosamente avaliado, revelando que a semesterilidade do gameta foi causada pela translocação recíproca dos cromossomos. O ressequenciamento do genoma inteiro e a análise de mapeamento genético revelaram que a translocação de uma região de 2,09 Mb no cromossomo 6 causou defeitos durante a meiose, o que levou à formação de melancia diplóide sem sementes. No entanto, o comprimento mínimo do fragmento necessário para a produção de menos sementes de melancia por translocação cromossômica ainda precisa ser confirmado.

A indução artificial da translocação cromossômica foi realizada com sucesso em Arabidopsis e milho usando a tecnologia mediada por CRISPR-Cas9. "A tecnologia de edição do genoma CRISPR-Cas9 tem grande potencial para reestruturar os genomas da melancia para produzir melancia sem sementes", disse Li Yuan, professor do Laboratório Estadual de Biologia de Estresse em Culturas para Áreas Áridas. As tecnologias de edição de genoma podem, portanto, permitir a reprodução mais fácil de menos melancia.

Os cientistas propuseram um modelo para o fenótipo de melancia com menos sementes e as mudanças subjacentes na meiose durante o desenvolvimento das sementes. Este estudo fornece um método novo e promissor para o cultivo de melancia sem sementes diplóide, bem como uma referência de tamanho de fragmento para o cultivo de  melancia sem sementes por meio de translocação cromossômica induzida artificialmente .

A pesquisa foi publicada na Horticulture Research .