Tolerância ao estresse hídrico em tomateiros (Solanum lycopersicum L.), modificados para expressar os genes MdGOLS2 e MdDHN11 de macieira (Malus domestica Borkh.)

Abstract

Entre os fatores de estresse abiótico que limitam a produtividade agrícola, a seca destaca-se como um dos mais severos, causando perdas significativas na produção mundial de alimentos. As mudanças climáticas, associadas ao aumento da frequência e intensidade de eventos extremos, têm agravado os impactos do déficit hídrico sobre os sistemas agrícolas. No tomateiro (Solanum lycopersicum L.), o estresse hídrico constitui um dos principais fatores responsáveis pela redução do crescimento, da produtividade e da qualidade dos frutos, ocasionando prejuízos econômicos relevantes.Nesse contexto, o desenvolvimento de cultivares mais tolerantes à seca representa uma estratégia fundamental para a manutenção da produtividade agrícola em cenários climáticos adversos. A engenharia genética tem possibilitado a introdução de genes associados à tolerância ao estresse em diferentes espécies vegetais, contribuindo para o desenvolvimento de plantas mais resilientes. Estudos prévios demonstraram que plantas transgênicas de Arabidopsis thaliana expressando o gene MdDHN11 apresentaram maior tolerância ao déficit hídrico prolongado, evidenciando o papel protetor das deidrinas durante condições de seca. Adicionalmente, a superexpressão do gene AtGolS2 em A. thaliana promoveu aumento nos níveis de galactinol e rafinose, compostos relacionados à proteção celular sob condições de estresse hídrico, resultando em maior tolerância à seca. Considerando a importância econômica da cultura do tomate para a agricultura brasileira e os desafios impostos pelas alterações nos padrões de precipitação, este trabalho teve como objetivo desenvolver plantas transgênicas de tomate expressando os genes MdDHN11 e MdGolS2, visando aumentar a tolerância ao estresse hídrico. Para isso, foram construídos dois vetores de transformação contendo os genes de interesse, os quais foram introduzidos em explantes cotiledonares da cultivar Micro-Tom por meio de transformação genética mediada por Agrobacterium tumefaciens. A integração dos transgenes nas plantas regeneradas foi confirmada por análises de PCR. A metodologia de transformação utilizada mostrou-se eficiente, foram obtidos 10 eventos transgênicos contendo o transgene MdGolS2 e 7 eventos contendo o gene MdDHN11. As análises de expressão gênica por RT-qPCR revelaram maior expressão de MdGolS2 na linhagem 2, enquanto as linhagens 13 e 14 apresentaram os maiores níveis de expressão de MdDHN11. As plantas transgênicas expressando MdGolS2 foram submetidas ao estresse hídrico por 12 dias, juntamente com plantas não transgênicas utilizadas como controle (WT). Ao final do experimento, a linhagem 2 apresentou melhor desempenho sob déficit hídrico, incluindo maior produtividade em relação às plantas WT. Além disso, análises fisiológicas demonstraram que essa linhagem manteve valores significativamente superiores de eficiência fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm) e potencial hídrico foliar durante o período de estresse. As plantas transgênicas expressando MdDHN11 também foram avaliadas sob estresse hídrico por 12 dias. As linhagens que apresentaram maiores níveis de expressão do transgene ( 13 e 14) exibiram melhor desempenho fisiológico sob déficit hídrico quando comparadas às plantas não transgênicas. Em conjunto, os resultados obtidos indicam que a expressão dos genes MdGolS2 e MdDHN11 contribui para o aumento da tolerância ao estresse hídrico em plantas de tomate, evidenciando o potencial desses genes para aplicação em programas de melhoramento genético voltados à adaptação das culturas às mudanças climáticas.