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Gene aumenta a heterose em tomates

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Na edição do dia 28 de março do periódico Nature Genetics, um artigo publicado por pesquisadores do Laboratório Cold Spring Rarbor e da Universidade Hebraica de Israel, traz informações sobre os experimentos realizados com tomates híbridos, e que propiciaram a identificação de um gene que causa um aumento significativo na produção dos frutos. O tomate (Lycopersicon esculentum) é, ao lado da batata, a segunda hortaliça mais importante, com uma produção mundial de mais de 100 milhões de toneladas de frutas frescas.

Os cruzamentos realizados pelos pesquisadores durante os experimentos entre as diferentes espécies de tomates, basearam-se no princípio do vigor híbrido ou heterose, atributo do indivíduo híbrido com desempenho superior aos dos seus genitores em relação a uma ou mais características. A dominância e a sobredominância são algumas das hipóteses que explicam a base genética dessa característica.    
 
A sobredominância é um modelo que poderia explicar o fenômeno da heterose, apesar de não comprovado, pois constitui uma forma simples de melhoria do vigor híbrido, como resultado da ação de um único gene heterozigoto. Nesse estudo, os cientistas analizaram o gene SFT (do inglês, Single Flower Truss) em relação à produtividade dos frutos.

Com o objetivo de descobrir os genes ligados à sobredominância, os pesquisadores montaram um experimento composto de 5.000 plantas, em que cada uma delas carregava apenas uma mutação em um único gene, para tentar montar uma biblioteca de genes mutantes. O critério de escolha dos genes se baseou no possível efeito que cada um poderia causar em características como o crescimento e o tamanho dos frutos, formato das folhas, entre outras. Após essa escolha, as plantas mutantes foram cruzadas com os seus alelos normais para, posteriormente, serem selecionados os híbridos mais produtivos.

A partir da análise genética dos híbridos produzidos nesse experimento, os pesquisadores descobriram que a característica de heterozigose para a perda da função dos alelos do gene STF, responsável pela produção do florigem (hormônio de florescimento), fez aumentar a produtividade dos tomateiros em até 60%. A floração em tomateiros é controlada pelo equilíbrio entre duas proteínas, uma delas é a florigem, que retarda o processo de floração. Portanto, quando ocorre uma mutação em uma das cópias do gene que expressa essa proteína, a produção de flores dura menos tempo e a quantidade de tomates aumenta.

O fato de as plantas terem sido cultivadas em Israel e Nova Iorque, demonstrou que a sobredominância em relação ao alelo STF é muito vigorosa, em diferentes condições ambientais e genéticas. Por fim, foi possível mostrar nesse estudo que muitos traços pleiotrópicos (pleiotropia), ou seja, quando a expressão de um gene interfere em uma ou mais características independentes, se integram determinando a supressão do término do crescimento direcionado pelo gene SP (Self  Pruning) antagônico ao STF.
01/04/2010
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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