Thidiazuron delays postharvest kiwifruit softening with temporal shifts in ethylene, starch and cell-wall programmes

O amadurecimento dos frutos é uma contagem regressiva biológica que começa no momento em que o fruto é colhido. Para o kiwi, essa contagem regressiva é notoriamente rápida. Uma vez colhido, o fruto passa por uma transformação rápida onde sua polpa dura torna-se macia, seu amido transforma-se em açúcar e sua acidez ácida desaparece. Esse processo é impulsionado por um hormônio vegetal natural chamado etileno, que atua como um sinal químico dizendo ao fruto para amadurecer. Embora esse amolecimento torne o fruto doce e pronto para o consumo, também o torna frágil e de vida curta, criando um grande desafio para agricultores e produtores que precisam transportar e armazenar o fruto sem que ele se transforme em uma papa. Cientistas sabem há muito tempo que, se conseguirem retardar esse sinal químico ou as mudanças estruturais nas paredes celulares do fruto, podem estender a vida útil do mesmo, mas o tempo preciso de como diferentes tratamentos afetam essas mudanças internas permaneceu um mistério.

Pesquisadores da Universidade Normal de Nanchang e da Academia de Ciências de Jiangxi estabeleceram-se para resolver este enigma testando um regulador vegetal sintético chamado thidiazuron, ou TDZ, em kiwis frescos. Eles trataram o fruto com uma concentração específica deste produto químico e depois observaram como ele mudava ao longo do tempo em comparação com o fruto não tratado. O objetivo não era apenas ver se o fruto permanecia firme, mas entender o momento exato em que o tratamento químico começou a alterar as instruções internas do fruto. Ao medir a firmeza, a acidez e a composição química do fruto juntamente com uma leitura detalhada de sua atividade genética, a equipe descobriu que o tratamento não simplesmente interrompeu o processo de amadurecimento; em vez disso, ele empurrou todo o cronograma de eventos de amadurecimento para o futuro, efetivamente ganhando mais tempo para o fruto antes de ele ficar macio.

O experimento começou com um teste físico simples. Os pesquisadores mergulharam kiwis colhidos em uma solução contendo 600 miligramas de TDZ por litro de água, enquanto um grupo de controle foi mergulhado em água pura. Eles armazenaram ambos os grupos a uma temperatura ambiente constante e os verificaram em intervalos regulares ao longo de vinte dias. Os resultados foram impressionantes. Após vinte dias, o fruto não tratado havia se tornado tão macio que mal apresentava firmeza, medindo apenas 3,78 newtons de força, que é o ponto onde o fruto é considerado excessivamente maduro e pronto para o consumo imediato. Em contraste, o fruto tratado permaneceu firme com 27,72 newtons, um nível de dureza que permitiria que fosse armazenado e transportado por muito mais tempo. Além de parecer duro ao toque, o fruto tratado também manteve seu sabor ácido, seu conteúdo de amido e os componentes estruturais de suas paredes celulares, que são as unidades microscópicas construtivas que dão forma ao fruto.

Para entender por que isso aconteceu, os cientistas olharam para dentro do fruto no nível de seus genes. Eles coletaram amostras do fruto em diferentes momentos e sequenciaram o RNA, que é a molécula que carrega as instruções do DNA para o resto da célula. Isso permitiu que vissem quais genes eram ligados ou desligados em cada estágio do processo de amadurecimento. Eles descobriram que o fruto tratado e o fruto não tratado começaram a divergir em suas instruções genéticas já quatro a oito dias após a colheita, mas as diferenças tornaram-se muito claras entre doze e vinte dias. O fruto não tratado seguiu um caminho previsível onde genes responsáveis pela quebra do amido e pelo amolecimento das paredes celulares foram ativados agressivamente. O fruto tratado, no entanto, manteve esses genes desligados por muito mais tempo.

O estudo identificou doze genes específicos que desempenharam um papel central nesse atraso. Esses genes dividiam-se em três categorias principais: aqueles que controlam a produção de etileno, aqueles que gerenciam a quebra de amido e açúcar, e aqueles que remodelam a parede celular. No fruto não tratado, os genes que produzem etileno e quebram o amido estavam altamente ativos durante a janela crítica de doze a vinte dias. No fruto tratado, esses mesmos genes estavam significativamente menos ativos. Por exemplo, os genes responsáveis por produzir a enzima que quebra a pectina — uma substância que atua como uma cola mantendo as paredes celulares unidas — foram mantidos em um estado baixo. Isso significou que as paredes celulares permaneceram intactas e o fruto permaneceu firme. Curiosamente, os pesquisadores também descobriram que alguns genes relacionados à estrutura interna do fruto aumentaram sua atividade mais tarde no período de armazenamento, sugerindo que o tratamento não congelou o fruto no tempo, mas sim deslocou o cronograma de eventos.

Os pesquisadores confirmaram que suas descobertas não eram exclusivas deste produto químico específico ao comparar seus resultados com dados de outros estudos envolvendo etileno e uma substância que bloqueia o etileno. Eles descobriram que os mesmos doze genes responderam de forma semelhante quando o fruto foi exposto a esses diferentes tratamentos, reforçando a ideia de que esses genes são as chaves de comando para o processo de amadurecimento. O estudo sugere que o thidiazuron funciona ao retardar a ativação desses interruptores, criando um "deslocamento temporal" onde o programa de amadurecimento do fruto é adiado. Esse atraso permite que o fruto retenha sua firmeza, acidez e amido por um período mais longo, estendendo efetivamente sua vida comercial.

Esta pesquisa fornece um mapa claro de como um tratamento químico pode alterar o relógio biológico de um fruto. Ao identificar precisamente os genes e os momentos específicos em que eles mudam, os cientistas foram além de simplesmente observar que o fruto permanece firme. Eles demonstraram que o tratamento cria um atraso coordenado em todo o sistema do fruto, desde a produção de hormônios de amadurecimento até a decomposição de sua estrutura interna. Este entendimento oferece uma nova maneira de pensar sobre o manejo pós-colheita, sugerindo que a chave para preservar a qualidade do fruto reside em gerenciar o tempo dessas instruções genéticas, em vez de apenas tentar pará-las inteiramente. As descobertas apontam para um futuro onde o fruto pode ser armazenado por períodos mais longos sem perder a textura e o sabor que os consumidores esperam, simplesmente deslocando o tempo de seu ciclo natural de amadurecimento.