Como são cultivadas frutas e vegetais sem sementes?

Frutas e vegetais sem sementes são cultivados estimulando o estigma da flor com a ajuda de fitormônios, que desencadeiam o desenvolvimento do ovário. É um modo partenocárpico de desenvolvimento.

Quando criança, eu estava convencido de que, se engolisse uma semente, meu corpo acabaria cultivando a planta dentro do estômago. Foi uma das muitas coisas que me assustaram, por isso, antes de comer uma fatia de melancia, removia cuidadosamente todas as sementes. Parece bobo agora, mas parecia fundamental para minha sobrevivência naquela época!Talvez a ideia de frutas sem sementes tenha surgido na mente de um pesquisador por um motivo semelhante. Talvez o medo de seu filho de uma planta crescendo em sua barriga o aborrecesse a ponto de ele decidir começar a cultivar frutas sem sementes! Pode parecer verossímil, mas não foi assim que aconteceu.

Frutas sem sementes já existem há muito tempo. Eles estão naturalmente presentes na natureza e também podem ser produzidos artificialmente. O processo de formação de frutos sem sementes é denominado partenocarpia e muitos frutos são produzidos por meio desse método.

O que é partenocarpia?

O termo partenocarpia foi introduzido por Noll em 1902 para descrever frutos produzidos sem polinização ou outro estímulo. Veja a banana, por exemplo, uma fruta sem sementes. As bananas cultivadas por partenocarpia são estéreis; seus ovários não produzem sementes e os frutos resultantes não têm sementes.

Como você deve saber, uma fruta nada mais é que o ovário amadurecido de uma flor de planta. Uma planta com flor contém um ovário que contém um ou mais óvulos dentro dele. Esses óvulos contêm a célula-ovo. A fertilização de plantas é diferente da fertilização humana. Nas plantas, existem 2 células espermáticas, ao contrário da célula espermática única em humanos que entra no ovário. Nas plantas, um espermatozóide entra no óvulo e forma o zigoto, enquanto o outro entra em uma célula central para formar o endosperma, que é o tecido nutritivo usado pelo embrião. Com o tempo, o óvulo se desenvolve em sementes e o ovário começa a amadurecer, tornando-se grande e carnudo para formar o fruto. Esta é a forma natural e mais comum de formação de frutas.

Anatomia de uma flor de maçã (Designua) s

Anatomia de uma flor. (Crédito da foto: Designua / Shutterstock)

Já na partenocarpia, os frutos se desenvolvem sem a fertilização do óvulo e do esperma. A partenocarpia pode ser natural ou induzida artificialmente para desenvolver frutos sem sementes em escala comercial.

Como são cultivadas frutas e vegetais sem sementes?

Os hormônios desempenham um papel importante no crescimento e desenvolvimento das plantas. O desenvolvimento de sementes e frutos são processos intimamente relacionados, controlados por níveis hormonais. A produção de frutos sem sementes pode ser iniciada pelo desenvolvimento de plantas que podem produzir frutos independentemente da polinização e fertilização. Nesse ponto, o desenvolvimento do fruto está sob o controle dos fitohormônios. Os hormônios vegetais são fitormônios presentes em pequenas quantidades na planta que regulam a germinação, metabolismo e crescimento da planta.

Auxinas e giberelinas são hormônios vegetais importantes e desempenham um papel significativo no desenvolvimento dos frutos. Eles são fitormônios naturalmente presentes, mas também podem ser adicionados externamente à planta. Esses dois hormônios são amplamente usados ​​para desenvolver frutos sem sementes em escala comercial.

Os tomates, também conhecidos pelo nome botânico Solanum lycopersicum L., são alguns dos frutos carnosos mais amplamente estudados para a produção de frutos sem sementes. Mas espere! O tomate não é um vegetal? Eu mesmo fiquei confuso com isso, mas é botanicamente correto dizer que o tomate é uma fruta. Existem dois tipos de classificações para frutas e vegetais – a de um fazendeiro e a outra de um chef. O chef que há em você está correto ao classificar um tomate como um vegetal. Quando se trata de cozinhar, os tomates são considerados vegetais, pois têm uma textura externa dura, muitas vezes requerem cozimento e são usados ​​principalmente para preparações salgadas. No entanto, os tomates são tecnicamente frutas porque todas as frutas crescem de uma flor e os tomates crescem de pequenas flores amarelas em uma videira.

Os tomates são amplamente explorados para a compreensão de como os frutos sem sementes são desenvolvidos artificialmente. Em 1936, Gustafson foi o primeiro a mostrar que a aplicação de uma substância semelhante à auxina no estigma do tomateiro fazia com que o ovário se desenvolvesse em um fruto sem sementes ou partenocárpico. O estigma é a parte reprodutiva feminina da flor; é a parte que obtém o pólen das abelhas ou de outras fontes. Gustafson também descobriu que a aplicação de pólen na parte externa do ovário apresentava resultados semelhantes, levando à hipótese de que o pólen contém hormônios semelhantes aos da auxina.

San Marzano Lampadina 2 tomates (Hortimages) S

Tomate sem sementes. (Crédito da foto: Hortimages / Shutterstock)

Em termos mais simples, os hormônios presentes no pólen viajam para o ovário, que por sua vez se desenvolve em uma fruta com sementes. No entanto, se você aplicar hormônios externamente ao estigma da flor, o ovário é acionado devido à fonte externa de hormônio. O ovário não diferencia a estimulação natural do pólen da estimulação hormonal externa. O fruto resultante é formado sem polinização natural, mas não é desprovido de quaisquer hormônios e, portanto, é um fruto normal sem sementes.

Em um experimento, frutos sem sementes foram produzidos geneticamente com o uso do gene sintetizador de auxina iaaM da bactéria Pseudomonas syringae  pv. Savastanoi. Esse gene estava sob o controle do promotor específico do óvulo ou da placenta do gene DefH9 de Antirrhinum majus, uma planta com flor. Um promotor é a região do DNA onde começa a transcrição do gene. Basicamente, promove o início da expressão gênica. Ao estudar o tecido coletado da planta, verificou-se que havia uma significativa síntese de auxina durante o desenvolvimento do fruto. O gene ajudou com sucesso na produção de variedades partenocárpicas de tomates, pepinos, berinjelas e framboesas.

Pepino fatiado sem sementes sobre uma tábua de madeira (BobNoah) S

Pepino sem sementes. (Crédito da foto: BobNoah / Shutterstock)

As giberelinas (GA) são outra classe de hormônios vegetais que afetam o crescimento das plantas e o desenvolvimento dos frutos. Observa-se que os tomates induzidos apenas com giberelina são menores do que os tomates com sementes; isso sugere que a giberelina sozinha não é suficiente para o desenvolvimento holístico das frutas. As auxinas e as giberelinas são conhecidas por terem um efeito sinérgico no desenvolvimento de frutas e vegetais, como no tomate e ervilha. É visto que a adição de giberelinas pode aumentar a concentração de auxinas no ovário de uma flor não polinizada.

Frutos sem sementes foram produzidos pela manipulação genética da síntese de sinalização de GA. Um conjunto de proteínas chamadas proteínas SlDELLA são reguladores negativos da via do GA. O esgotamento dessas proteínas permite que a planta supere a parada do crescimento que é normalmente aplicada no ovário durante a fase de antese.

A antese é a fase em que a flor está pronta para a fecundação. Durante a fase de antese, os ovários da flor são imaturos e não têm óvulos, portanto, permanecem presos em seu crescimento. A polinização induz o desenvolvimento do ovário e do saco embrionário. Se uma fonte hormonal externa for adicionada durante esta fase, a flor é fertilizada devido ao estímulo e o ovário começa a amadurecer e começa a formar frutos sem sementes. O esgotamento das proteínas SlDELLA permite que a síntese de GA ocorra, mesmo na ausência de polinização, permitindo que o ovário se desenvolva em um fruto sem sementes.

Meia melancia sem sementes

Melancias sem sementes. (Crédito da foto: Pixano)

A manipulação genética não é a única maneira de obter frutos sem sementes; uma mudança no número de ploidia de plantas também pode atingir um objetivo semelhante. O número de ploidia refere-se ao número de conjuntos de cromossomos homólogos que estão presentes no genoma de uma célula ou organismo. Melancias sem sementes são produzidas por meio desse procedimento com a ajuda de uma planta triploide. O único cromossomo extra não pode emparelhar uniformemente, o que restringe os estágios de divisão celular e a separação cromossômica apropriada em células-filhas. O resultado é uma mutação e resulta em melancias sem sementes.

Sejam frutas ou vegetais, esses produtos sem sementes são induzidos por estimulação hormonal ou pela alteração do número de ploidia.

Conclusão

Existem muitas razões pelas quais as variedades sem sementes são importantes. A ausência de sementes pode aumentar a qualidade e o sabor de uma fruta, especialmente quando as sementes são duras ou têm gosto ruim. Há notável redução da textura e prevenção do escurecimento quando as berinjelas são desenvolvidas sem sementes. A vida útil dos frutos também pode ser aumentada devido à ausência de sementes, o que aumenta sua viabilidade comercial.

Os frutos sem sementes podem ter um grande valor no mercado, mas não são muito fáceis de produzir, dados os vários fatores envolvidos na sua produção. Ao produzir frutos sem sementes, deve-se tomar cuidado para que não haja alteração na natureza vegetativa ou reprodutiva da planta. Outro ponto preocupante é a quantidade de hormônios adicionados. Normalmente, os hormônios estão presentes em concentrações muito diminutas, portanto, qualquer aumento significativo em suas quantidades pode resultar em outras anormalidades fenotípicas.

Nosso conhecimento de como os hormônios vegetais afetam o desenvolvimento das frutas ainda está em fase de pesquisa. Com estudos adicionais, podemos explorar isso para produzir frutas sem sementes mais comercialmente viáveis. Isso nos dá mais alguns anos para contar histórias e irritar nossos irmãos mais novos sobre o perigo de uma melancia crescer de uma semente em sua barriga!

Referências:

  1. Nutrientes 
  2. Jornal de botânica experimental 
  3. Americano científico 
  4. Encyclopaedia Britannica 

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