Estratégias de biofortificação do tomate com carotenoides

Abstract

O tomate é amplamente consumido no mundo em função do sabor e do conteúdo de carotenoides. Os carotenoides são hidrocarbonetos essenciais para a saúde humana como potentes antioxidantes e alguns como precursores da vitamina A. Doenças associadas à deficiência de vitamina A, como a xeroftalmia, ou decorrentes da ação de espécies reativas de oxigênio, como câncer e aterosclerose, podem ser evitadas ou ter ocorrência reduzida a partir da ingestão de vegetais ricos em carotenoides. A biofortificação do tomate com carotenoides é uma das estratégias para combater problemas de saúde via base alimentar da população mais pobre e para atender à crescente demanda por tomates mais nutritivos, ricos em compostos bioativos. O presente trabalho buscou revisar o atual estado da arte envolvendo estratégias de biofortificação do tomate com carotenoides. O melhoramento clássico via seleção, cruzamento, retrocruzamento, entre outros, utiliza variabilidade genética e alelos mutantes para modificar o teor, o perfil e a estabilidade de carotenoides no tomate. Algumas mutações em tomateiro, como Beta carotene e tangerine, que afetam a via de biossíntese de carotenoides, podem ser utilizadas para modificar o padrão de acúmulo destes compostos no tomate. Mutações que amplificam o sinal luminoso, como high pigment 1 e high pigment 2, incrementam carotenoides pelo maior desenvolvimento dos cloroplastos, que se tornam cromoplastos durante o amadurecimento. Abordagens biotecnológicas de edição gênica, como uso de RNA de interferência para silenciamento de genes negativos ao acúmulo de carotenoides, podem ser utilizadas em programas de biofortificação e levam à resultados mais céleres. A baixa aceitação de produtos transgênicos pelos consumidores e a barreira legal para liberação de organismos geneticamente modificados limitam o desenvolvimento de cultivares via biotecnologia. O tomate biofortificado com carotenoides é uma maneira viável de prevenir e combater algumas doenças decorrentes da má nutrição, contudo, requer mais atenção dos programas de melhoramento e a superação de barreiras legais e sociais.

Tomatoes are widely consumed worldwide due to their taste and carotenoid content. Carotenoids are hydrocarbons essential for human health, acting as potent antioxidants and some serving as precursors to vitamin A. Diseases associated with vitamin A deficiency, such as xerophthalmia, or those resulting from the action of reactive oxygen species, such as cancer and atherosclerosis, can be prevented or reduced by consuming vegetables rich in carotenoids. Biofortification of tomatoes with carotenoids is one of the strategies to address health problems through the food base of the poorer population and to meet the growing demand for more nutritious tomatoes, rich in bioactive compounds. This study aimed to review the current state of the art regarding biofortification strategies of tomatoes with carotenoids. Classic breeding methods, such as selection, crossbreeding, backcrossing, among others, utilize genetic variability and mutant alleles to modify the content, profile, and stability of carotenoids in tomatoes. Certain mutations in tomato plants, such as Beta carotene and tangerine, which affect the carotenoid biosynthesis pathway, can be employed to alter the pattern of carotenoid accumulation in tomatoes. Mutations that enhance light signaling, such as high pigment 1 and high pigment 2, increase carotenoids through the greater development of chloroplasts, which transition into chromoplasts during ripening. Biotechnological approaches to gene editing, such as the use of RNA interference to silence genes that negatively affect carotenoid accumulation, can be utilized in biofortification programs and lead to faster results. The low acceptance of genetically modified products by consumers and the legal barrier to the release of genetically modified organisms limit the development of cultivars through biotechnology. Biofortified tomatoes with carotenoids offer a viable way to prevent and combat some diseases resulting from malnutrition; however, they require more attention from breeding programs and overcoming legal and social barriers.