O interesse por frutos sem semente tem aumentado entre os consumidores. Dada esta demanda, várias pesquisas vêm sendo feitas buscando maneiras de se reduzir o número de sementes por fruto, seja por métodos clássicos, em campo ou por técnicas biotecnológicas em laboratórios.

Em recente publicação a Dra. Mariângela Cristofani Yaly e sua aluna de doutorado Msc. Fernanda Roverssi demonstraram uma redução no número de sementes por fruto na cultivar de tangerina IAC 2019Maria. A pesquisa, vinculada ao INCT Citros, traz avanços no melhoramento genético de tangerina visando maior aceitabilidade da fruta no mercado in natura.

Descubra nesse texto como os pesquisadores estudam e desenvolvem novas variedades de tangerina.

O que são frutos sem sementes?

As sementes são resultado do processo de fecundação que ocorre entre os gametas masculino (presente no grão de pólen) e feminino (presente no óvulo das flores) de um vegetal.

Os frutos sem semente são aqueles em que não houve formação de semente, pode ser decorrente da não fecundação (partenocarpia), aborto embrionário (estenoespermocarpia), falhas na polinização ou incompatibilidade genética entre os genitores também podem gerar frutos sem sementes.

Os melhoristas (pesquisadores que trabalham com melhoramento genético) utilizam desse conhecimento para desenvolver cultivares que produzam frutos com menor quantidade de sementes.

Para os produtores de laranja e tangerinas, a ausência de sementes é importante não apenas pelo seu impacto no mercado de frutas frescas, mas também devido à sua associação a compostos que podem impactar o sabor e afetar a produção de sucos. Dra. Mariângela C. Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Já ouviu falar da primeira tangerina 100% brasileira?

As tangerinas, assim como outros citros, possuem sua origem no sul da Ásia. No entanto, a tangerina  IAC 2019Maria após cerca de 20 anos de pesquisa, foi obtida pelo  programa de melhoramento genético do Centro de Citricultura Sylvio Moreira do Instituto Agronômico, sndo uma cultivar de tangerina totalmente brasileira.

É a primeira cultivar de citros do IAC protegida pelo Serviço Nacional de Proteção de Cultivares (SNPC) do MAPA, e licenciada para viveiros. Dra. Mariângela C. Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Além de ser uma planta que produz frutos saborosos e  fácil de descascar a tangerina IAC 2019Maria é resistente a principal doença dos pomares de tangerina, a mancha marrom de alternaria. Dada a sua resistência à doença, usa-se menos fungicidas, reduzindo custo de produção e melhorando a sustentabilidade do pomar.

Saiba mais

Diversidade das tangerinas: solução promissora para consumidores e citricultores

Uma pesquisa em busca de tangerinas com menos sementes

As tangerinas comercializadas nos dias de hoje apresentam cerca de 20 sementes por fruto.

Uma vez que, o número de sementes nos frutos de tangerina é dependente do tipo de fecundação, os pesquisadores do INCT Citros investigaram diferentes tipos de polinização em plantas de tangerina IAC 2019Maria. Foram avaliados os seguintes tipos de polinização:

1. Polinização cruzada com tangerina Ponkan
2. polinização cruzada com laranja doce Pera IAC
3. autopolinização
4. impedimento de polinização e
5. polinização aberta.

Entre agosto e outubro de 2018 foram realizadas a polinização de 1289 flores de tangerina IAC 2019Maria mantidas em casa de vegetação. Dessas, 163 foram fecundadas com pólen de laranja Pêra, 51 com pólen de tangerina Ponkan, 763 com pólen da IAC 2019Maria (autopolinização), 312 não foram polinizadas (impedimento da polinização).

A polinização aberta ocorreu com plantas que estavam no campo, as flores foram marcadas e deixadas livres para ocorrência de polinização natural.

No caminho para tangerinas sem sementes

Na busca pela tangerina sem sementes, os resultados do experimento mostraram que a Tangerina IAC 2019Maria não produz frutos partenocárpicos (quando há o impedimento da polinização). No entanto, houve uma redução de sementes em frutos de flores que foram autofecundadas.

A fecundação com pólen de laranja Ponkan ocasionou num aumento de sementes por fruto (~21) enquanto a fecundação com pólen de laranja Pera reduziu o número de sementes por fruto para uma média de 16 e a autopolinização para uma média de 14 sementes por fruto. A polinização aberta também resultou em frutos com maior número de sementes (~22).

Vimos que a polinização cruzada leva à formação de mais sementes do que a polinização com pólen da própria flor. Com isso podemos sugerir aos produtores que os pomares de tangerina IAC 2019Maria sejam plantados de forma isolada, para evitar um aumento no número de sementes nos frutos. Msc. Fernanda Roverssi – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Melhoramento genético da tangerina IAC 2019Maria

A cultivar tangerina IAC 2019Maria é uma planta diploide (cada célula possui duas cópias de cada cromossomo). No entanto, sabe-se que plantas poliploides, com três (triploides) cópias de cromossomos por célula possuem maiores chances de formarem frutos apirenos ou seja,  frutos sem sementes.

Pensando nisso, os pesquisadores também realizaram o estudo genético das plantas germinadas a partir das sementes geradas pelos cruzamentos do experimento, buscando encontrar plantas poliploides.

Através da técnica de citometria de fluxo conseguimos identificar três plantas poliploides, um triploide e dois tetraploides. Iremos acompanhar o desenvolvimento dessas três plantas e esperamos no futuro conseguir uma variedade de tangerina capaz de produzir frutos com menos sementes ou partenocárpicos. Msc. Fernanda Roverssi – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Referência

Roverssi, F. et al. Number of seeds in fruits and frequency of hybrids obtained in crossings with IAC 2019Maria mandarin. Revista Brasileira de Fruticultura, 2022.

Roverssi, F. Número de sementes em frutos e frequência de híbridos obtidos de cruzamentos com a tangerina IAC 2019maria. Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados. Araras, 2022.

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A busca por soluções que permitam a continuidade da produção de frutas, mesmo em face de desafios climáticos, como a seca, tem impulsionado avanços significativos na agricultura. Na citricultura, pesquisadores do INCT Citros descobriram um gene que pode acelerar a adaptação de plantas de laranja e tangerina a ambientes propensos a falta de água.

Adaptar plantas por meio de pesquisas e melhoramento genético, oferece uma perspectiva otimista para os citricultores. Ao cultivar variedades de citros que resistem melhor à escassez de água, abre-se a possibilidade de manter uma produção frutas estável, mesmo em regiões suscetíveis a períodos prolongados de seca.

O trabalho desenvolvido pelo grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa, já publicado em revista científica, aproxima os pesquisadores do desenvolvimento de variedades de laranja e tangerina tolerantes à seca.

Mas como os pesquisadores chegaram a esses genes?

Todos os organismos vivos possuem milhares de genes, que são sequências de DNA com funções específicas, responsáveis pela estrutura e funcionamento das células vegetais e animais. Dentro dessa vasta gama de genes, há aqueles que compartilham regiões e funções similares, sendo possível agrupá-los em “famílias”.

Plantas “estressadas” alteram o funcionamento de seus genes

Já se sabia que um conjunto de genes, conhecidos como fatores de transcrição do tipo Nuclear (NF-Y), desempenha papéis cruciais no desenvolvimento e na resposta a estresses bióticos e abióticos em diversas plantas. A regulação desses genes pela planta, determinando quando ativá-los ou desativá-los, possibilita que ela se adapte e se desenvolva em ambientes e condições distintas.

Chamamos de estresse biótico e abiótico, situações causadas por organismos vivos (bióticos) e fatores ambientais (abióticos) que de alguma forma atrapalhem o bom desenvolvimento das plantas. Nesse sentido, a falta de água é considerada um estresse abiótico. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

O grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa optou, então, por investigar a família de genes NF-Y em plantas de citros, uma abordagem que ainda não havia sido explorada por outros pesquisadores.

Nossa estratégia envolveu a realização de uma análise computacional (bioinformática) para identificar os genes NF-Y nos genomas de laranja (Citrus sinensis) e tangerina (Citrus clementina). Com essas identificações, conseguimos estudar o funcionamento da família de genes NF-Y nessas plantas cítricas. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

Será que em citros os genes NF-Y são regulados em repostas a falta de água?

Também com base nos dados de bioinformática, o grupo de pesquisa constatou que ocorria, de fato, a ativação e desativação de alguns genes NF-Y em plantas de citros sob estresses bióticos e abióticos. Alguns genes eram ativados exclusivamente nas raízes, enquanto outros nas folhas. A partir disso, foram capazes de selecionar genes específicos dessa família.

No entanto, um gene em particular chamou a atenção dos pesquisadores. Denominado CsNF-YA5, esse gene foi o único ativado exclusivamente em resposta à falta de água nas raízes. Embora outros genes dessa família também fossem expressos em condições de estresse hídrico, eles eram ativados em diversas situações, como quando a planta sofria ataques de microrganismos, por exemplo.

O gene que ajuda na produção de frutas com menos água?

Para garantir a função dos genes NF-Y na produção de frutas cítricas, os pesquisadores conduziram diversos experimentos, incluindo um no qual mantiveram dois grupos de plantas de citros (A e B), com dois anos de idade, em um ambiente controlado (casa de vegetação).

O grupo A foi submetido a uma menor quantidade de água (situação de estresse), enquanto o grupo B recebeu uma quantidade ideal de água (controle). Por meio da biotecnologia, os pesquisadores puderam analisar como os genes NF-Y eram regulados (ativados ou desativados) pela planta.

O principal resultado encontrado confirmou a ativação do gene CsNF-YA5 nas raízes das plantas. De forma interessante, esse mesmo gene foi desativado nas folhas da planta, indicando sua importância no tecido radicular das plantas de citros.

Nossos dados sugerem que o gene CsNFY-A5 pode ser um candidato chave na regulação de processos importantes, como o crescimento de raízes e a fotossíntese, em resposta ao estresse de seca. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

Utilizando ferramentas biotecnológicas e plantas modelo de tabaco (Nicotiana tabacum), os pesquisadores conseguiram realizar a transformação genética do tabaco, induzindo essas plantas a produzirem quantidades elevadas da proteína produzida pelo gene CsNFY-A5. Esse procedimento permitiu uma compreensão mais aprofundada da função desse gene.

Nossa conclusão é que o gene CsNF-YA5 desempenha um papel crucial nos mecanismos bioquímicos e fisiológicos de adaptação à seca, contribuindo para a manutenção do crescimento e produtividade das plantas em ambientes com déficits moderados de água no solo. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

A pesquisa melhora a produção de frutas que chega até você

Investir em plantas de citros tolerantes à seca vai além de uma medida adaptativa; é um passo estratégico em direção à sustentabilidade e segurança alimentar. À medida que enfrentamos desafios climáticos crescentes, cultivar citros resilientes torna-se essencial para garantir uma produção de frutas estável, nutritivas e saborosas.

O trabalho do INCT Citros, desenvolvido pelo grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa, coloca a citricultura mais próxima dessas plantas tolerantes à seca.

Referência

Pereira S L S. Genome-wide characterization and expression analysis of citrus NUCLEAR FACTOR-Y (NF-Y) transcription factors identified a novel NF-YA gene involved in drought-stress response and tolerance. PLoS ONE, 2018.

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Não é só impressão, a tangerina está mais cara. No entanto, os resultados de uma pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT), coordenada pela pesquisadora Dra. Marinês Bastianel do Centro de Citricultura Sylvio Moreira, apresentam soluções que podem aumentar a produção desse fruto, reduzindo os gastos com agrotóxicos e, consequentemente, baixando o preço da tangerina no mercado.

O preço das tangerinas está mais alto

Segundo dados do IBGE, a tangerina foi o item que mais aumentou no índice de inflação do Brasil, abrangendo o período de junho de 2022 a 2023, com um expressivo acréscimo de 52,5% em seu preço.

Essa alta de preços está diretamente relacionada à diminuição na produção de tangerinas no Brasil ao longo dos anos. Por exemplo, em 2005, a produção era de mais de 1.230,0 toneladas em 61,0 mil hectares (ha); contudo, em 2020, houve uma redução de 10% na área (55,5 mil ha) e 16% no volume produzido (1,03 mil toneladas).

O principal motivo para essa redução é o aumento dos custos de produção decorrente dos problemas com doenças e pragas que afetam as plantas de tangerina cultivadas no país. Além disso, a falta de soluções eficazes para esses problemas tem levado os produtores a substituir o cultivo de tangerina por outras culturas, resultando em uma diminuição cada vez maior da disponibilidade de tangerinas no campo e nos mercados.

Não existe solução sem pesquisa

Publicado em abril de 2023, o trabalho liderado pela Dra. Marinês Bastianel mostrou que existe luz no fim do túnel.

Contextualizando: Os produtores de tangerina têm sofrido a anos com dois grandes problemas, a mancha marrom (doença causada pelo fungo Alternaria alternata) e o HLB/greening (doença causada pela bactéria Candidatus Liberibacter spp.). As tangerinas que nós consumidores mais gostamos, são afetadas por essas doenças e os prejuízos têm sido enormes, o que desmotiva a manutenção dos pomares pelos agricultores.

Existem tangerinas resistentes a essas doenças?

Essa foi a pergunta que os pesquisadores do Centro de Citricultura Sylvio Moreira e Embrapa Mandioca e Fruticultura fizeram. A resposta eles foram buscar na fonte, a maior diversidade genética de citros do País e do mundo – o Banco Ativo de Germoplasma (BAG).

Com o objetivo de identificar plantas resistentes à mancha marrom e ao HLB, os pesquisadores selecionaram diretamente do BAG, 69 plantas de tangerinas e 109 híbridos de tangerina (plantas de tangerina cruzadas com alguma outra espécie de citros, mas que possuem características de tangerina).

“A composição do experimento foi resultado de uma seleção criteriosa das variedades, embasada em estudos anteriores e apenas os acessos mais promissores foram escolhidos. O que representou menos de 30% do vasto acervo do nosso BAG.” Dra. Marinês Bastianel – Pesquisadora Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Em seguida, foram preparadas mudas das 178 plantas selecionadas, sendo, no mínimo, oito mudas de cada planta. O experimento foi montado em fevereiro de 2015, em um pomar que era afetado pelas duas doenças, e as avaliações ocorreram durante três anos.

“Na ciência, os experimentos precisam ser feitos com repetições e réplicas. Esse cuidado é necessário para confirmar que o resultado observado é verdadeiro e não apenas uma casualidade.” Dra. Marinês Bastianel – Pesquisadora Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Durante o experimento, os pesquisadores observaram diferenças significativas na severidade das duas doenças. De fato, encontraram plantas que eram completamente resistentes ao fungo causador da mancha marrom, ou seja, essas plantas não ficavam doentes mesmo na presença do fungo. Também identificaram que algumas variedades de tangerinas e híbridos demonstraram menor quantidade de sintomas de HLB em campo.

Os resultados da pesquisa foram extremamente positivos e lançam luz sobre os grandes problemas enfrentados na produção de tangerinas. Ao identificar as plantas que resistem ou “toleram” a presença desses microrganismos, é possível substituir as variedades comerciais atuais, o que reduziria os custos de produção e os riscos ambientais causados pela aplicação excessiva de agrotóxicos.

“Embora nem todas as tangerinas apresentem tolerância à bactéria que causa o HLB, a descoberta de plantas completamente resistentes à mancha marrom representa um passo significativo para produtores de citros de mesa.” Dra. Marinês Bastianel – Pesquisadora Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Além disso, aprofundar o estudo da genética dessas plantas possibilitará a identificação dos genes responsáveis por essa resistência, abrindo caminho para o desenvolvimento de novas variedades de tangerina mais resistentes e adaptadas ao ambiente brasileiro. Essas variedades poderiam fortalecer a citricultura nacional, proporcionando maior segurança e estabilidade na produção dessa fruta tão apreciada.

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A pesquisa é fundamental para sustentabilidade da produção agrícola

A busca por variedades resistentes que atendam à demanda do consumidor tem sido uma das principais preocupações na citricultura. A pesquisa conduzida pela Dra. Marinês e financiada pelo INCT traz avanços promissores para a produção de tangerinas no Brasil, enfatizando a importância dos investimentos na ciência agrícola e dos pesquisadores brasileiros.

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Os resultados obtidos são um exemplo notável do potencial das pesquisas para impulsionar a indústria de tangerinas, destacando a relevância de continuar apoiando e fomentando a ciência e inovação no país.

“Temos expectativas de que muito em breve haverá uma maior diversificação nos pomares de tangerinas e que atendam às exigências dos consumidores. Mostramos que existem tangerinas de excelente qualidade organolépticas e que possibilitam menor uso de princípios ativos contribuindo com a produção mais sustentável nos pomares.” Dra. Marinês Bastianel – Pesquisadora Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Fonte:

Bastianel, M., et al. Reaction of Mandarins to the Alternaria Brown Spot and Huanglongbing: Identification of Potential Varieties for These Diseases to Be Managed in the Field. Horticulturae, 2023. https://doi.org/10.3390/horticulturae9060641

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