A textura da fruta é um fator determinante da preferência do consumidor, da vida útil e da qualidade pós-colheita, especialmente em frutas sazonais como o melão. O amolecimento durante o amadurecimento é impulsionado pela remodelação da parede celular, onde a pectina desempenha um papel estrutural central.
A homogalacturonana pode formar redes rígidas de “caixa de ovos” ligadas por cálcio ou permanecer frouxamente associada, dependendo do seu grau de metil-esterificação. Embora as enzimas envolvidas na degradação da pectina tenham sido extensivamente estudadas, mas sabe-se pouco como a metil-esterificação é regulada em nível transcricional durante o desenvolvimento da fruta.
Em face dos desafios, é manifesta a necessidade de investigar como as redes regulatórias de genes controlam a modificação da pectina e o amolecimento da fruta. Investigadores da Universidade Agrícola de Shenyang desenvolveram um estudo que relata um novo mecanismo molecular que controla o amolecimento do melão. Um estudo já publicado na revista Horticulture Research em 2025.
O estudo identifica o fator de transcrição CmbZIP11 como um regulador chave que ativa os genes da pectina metiltransferase durante o amadurecimento. Ao modular a metil-esterificação da homogalacturonana na parede celular, a via regulatória altera a estrutura da pectina, reduz a ligação cruzada com cálcio e acelera o amolecimento do tecido. Estas novas descobertas fornecem novos insights para o controlo transcricional que se traduz em mudanças físicas na textura da fruta.
Utilizando transcriptómica comparativa e análise de rede de coexpressão génica ponderada, os investigadores identificaram CmPMT1 e CmPMT15 como genes centrais positivamente associados à metil-esterificação da homogalacturonana. Experiencias de superexpressão transiente mostraram que a expressão elevada desses genes reduziu significativamente a firmeza da fruta durante o amadurecimento, enquanto a superexpressão do transportador de SAM do complexo de Golgi, CmGoSAMT1, teve pouco efeito sobre a textura.
Análises bioquímicas revelaram que o aumento da atividade da pectina metiltransferase diminuiu as frações de pectina ligadas ao cálcio, ao mesmo tempo que aumentou a pectina solúvel em água, indicando o enfraquecimento das estruturas em “caixa de ovos” na parede celular. Imunofluorescência e coloração com vermelho de ruténio confirmaram uma redução na homogalacturonana fortemente ligada por ligações cruzadas, tornando a pectina mais suscetível à degradação enzimática.
A modelagem estrutural demonstrou ainda que CmPMT1 e CmPMT15 possuem sítios catalíticos conservados capazes de se ligarem simultaneamente ao doador de metila S-adenosil-L-metionina e às cadeias de homogalacturonano, corroborando o papel na metilação da pectina. Também foi demonstrado que o fator de transcrição CmbZIP11 ativa diretamente CmPMT1 ao se ligar a um motivo C-box no seu promotor, posicionando CmbZIP11 como um regulador a montante que conecta o controlo transcricional à remodelação da parede celular e ao amolecimento do fruto.
“O amolecimento da fruta é frequentemente descrito como uma caixa-preta bioquímica”, disse o autor correspondente do estudo. “O nosso trabalho mostra que ele pode ser rastreado até uma clara chave transcricional que controla como a pectina é montada na parede celular. Ao regular os genes da pectina metiltransferase, o CmbZIP11 determina se a homogalacturonana forma redes rígidas de cálcio ou permanece acessível à degradação. Isso fornece uma explicação molecular para a variação de textura durante o amadurecimento.”
Como descreve a Academia Chinesa de Ciências, compreender como os fatores de transcrição controlam a arquitetura da pectina abre novas oportunidades para o melhoramento genético de precisão de frutas. Direcionar reguladores como o CmbZIP11 pode permitir que os melhoristas ajustem a firmeza da fruta sem interromper amplamente os processos de amadurecimento. Essa estratégia pode ajudar a desenvolver variedades de melão com melhor textura, maior vida útil e melhor resistência a perdas pós-colheita. Além do melão, a natureza conservada da metilesterificação da pectina sugere que mecanismos regulatórios semelhantes podem operar em outras frutas carnosas. As descobertas, portanto, oferecem uma estrutura conceitual para manipular a química da parede celular para equilibrar a qualidade da fruta, a transportabilidade e a preferência do consumidor.
