Dissertação
Melão climatérico X não climatérico: diferencial de expressão gênica no metabolismo de açucares e carotenoides.
Registro en:
KREMER, Marília Aparecida Stroka. Melão climatérico X não climatérico: diferencial de expressão gênica no metabolismo de açucares e carotenoides. 2021. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2021.
Autor
Kremer, Marília Aparecida Stroka
Institución
Resumen
Among the important quality attributes for the commercialization of melon fruits are the
accumulation of sugars, mainly sucrose, and the flesh and rind color. Such traits can be affected,
among other factors, by the type of ripening. The species Cucumis melo L. is of extreme interest
for studies aimed at the metabolism of these compounds as it has both climacteric and nonclimacteric cultivars. Thus, this work aimed to investigate the gene expression of candidates for
sucrose metabolism and carotenogenesis through RT-qPCR in an integrative approach to
physiological analyzes of postharvest and sugar quantification through liquid chromatography
of high performance, in melon fruits cv. Gaucho (climacteric) and cv. Eldorado (nonclimacteric). The results presented here indicate that sucrose synthase 1 (CmSUS1) has the
function of synthesis and sucrose accumulation for both cultivars, while sucrose synthase 2
(CmSUS2) is higher expressed in 'Gaúcho' melon fruits, contributing to the lower content of
hexoses in this cultivar. The invertase inhibitor 1 (CmINH1) is higher expressed in nonclimacteric fruits and may be involved in maturation triggered by sugars. Neutral αgalactosidase (CmNAG2) has distinct roles for the two cultivars, acting in the synthesis of
substrates for the growth of young 'Eldorado' fruits, while in mature 'Gaúcho' fruits it
participates in the metabolism of OFR for sucrose accumulation. The expression of trehalose6-phosphate synthase (TPS) genes indicates a greater participation of these enzymes in the
regulation of sugars in 'Gaúcho' melon, except for the expression of CmTPS7, which also
increases during the ripening of 'Eldorado'. In the carotenoid pathway, carotene isomerase 1
and 2 (CmCRTISO1 and CmCRTISO2) and β-ring carotene hydroxylase (CmβOHase1) are
higher expressed in 'Gaúcho' melon fruits at premature and full ripening stages and may be
involved in the formation of pigments, volatile compounds and phytohormones for this cultivar.
These results contribute to the elucidation of intraspecific differences related to fruit quality
attributes in different types of maturation and demonstrate for the first time the expression of
genes participating in this process for the cultivar 'Gaúcho', of commercial importance for
Brazil. Dentre os atributos de qualidade importantes para a comercialização dos frutos de meloeiro
estão o acúmulo de açúcares, principalmente sacarose, e a coloração de polpa e casca. Tais
características podem ser afetadas, entre outros fatores, pelo tipo de maturação. A espécie
Cucumis melo L. é de extremo interesse para estudos voltados ao metabolismo destes
compostos por possuir cultivares climatéricas e não-climatéricas. Com isto, este trabalho
objetivou investigar a expressão gênica de candidatos ao metabolismo da sacarose e da
carotenogênese através de RT-qPCR de forma integrativa a análises fisiológicas de pós-colheita
e de quantificação de açúcares através de cromatografia líquida de alta performance, em frutos
de meloeiro cv. Gaúcho (climatérico) e cv. Eldorado (não-climatérico). Os resultados aqui
apresentados apontam que a sacarose sintase 1 (CmSUS1) possui a função de síntese e acúmulo
de sacarose para ambas as cultivares, enquanto que a sacarose sintase 2 (CmSUS2) é mais
expressa em frutos de melão ‘Gaúcho’, contribuindo para o menor conteúdo de hexoses nesta
cultivar. O inibidor de invertase 1 (CmINH1) apresenta maior expressão em frutos nãoclimatéricos e pode estar envolvido na maturação desencadeada ou sinalizada por açúcares. A
α-galactosidase neutra 2 (CmNAG2) possui papéis distintos para as duas cultivares, atuando na
síntese de substratos para o crescimento de frutos jovens de ‘Eldorado’, enquanto que em frutos
maduros de ‘Gaúcho’ participa do metabolismo dos OFR para acúmulo de sacarose. A
expressão dos genes de trealoses-6-fosfato sintase (TPS) indica uma maior participação destas
enzimas na regulação dos açúcares de melão ‘Gaúcho’, exceto pela expressão de CmTPS7 que
também aumenta durante o amadurecimento de ‘Eldorado’. Na via dos carotenoides, as
caroteno isomerase 1 e 2 (CmCRTISO1 e CmCRTISO2) e β-anel caroteno hidroxilase
(CmβOHase1) são mais expressos em frutos de melão ‘Gaúcho’ em estágios mais próximos da
maturação e podem estar envolvidos na formação de pigmentos, compostos voláteis e
fitormônios para esta cultivar. Tais resultados contribuem para a elucidação de diferenças
intraespecíficas relacionadas aos atributos de qualidade do fruto em diferentes tipos de
maturação e demonstra pela primeira vez a expressão de genes participantes deste processo para
a cultivar ‘Gaúcho’, de importância comercial para o Brasil.