A preparação térmica aumenta a tolerância ao calor e o rendimento dos tomates após períodos recorrentes de stress térmico
Investigadores descobrem o gene que confere aos tomates a capacidade de «memória térmica»
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Os tomates podem preparar-se para o stress térmico recorrente. Investigadores do Instituto Leibniz de Ciências Hortícolas (IGZ) demonstraram, tanto em condições controladas como em campo, que o stress térmico moderado melhora a resposta das plantas de tomate a episódios subsequentes de stress térmico e pode aumentar significativamente o rendimento dos frutos. A equipa identificou também reguladores moleculares-chave da memória do stress térmico num estudo publicado na revista «The Plant Journal».
As altas temperaturas podem prejudicar significativamente o crescimento e o rendimento das culturas, incluindo o tomate. Um novo estudo realizado por uma equipa de investigação internacional liderada pela Dra. Justyna Olas (IGZ) demonstrou agora que os tomates podem responder melhor a um stress térmico subsequente após uma exposição moderada ao calor. A preparação térmica reprograma as plantas em resposta a um stress térmico inicial moderado, permitindo-lhes reter uma memória do evento de stress durante vários dias e responder de forma mais rápida e eficaz a um stress térmico subsequente.
Os investigadores estudaram inicialmente plantas de tomate da cultivar «Moneymaker» em condições controladas. Após uma exposição moderada ao calor, as plantas foram submetidas a um stress térmico grave e recorrente vários dias depois. Enquanto as plantas não preparadas sofreram danos substanciais, as plantas previamente expostas ao calor moderado demonstraram maior capacidade de resistir ao stress. O efeito protetor da «preparação» durou mais tempo do que na planta-modelo Arabidopsis thaliana: um efeito protetor mensurável ainda estava presente após um intervalo de dez dias entre a exposição inicial ao calor e o stress térmico recorrente. No entanto, este efeito diminuiu à medida que a fase de memória se prolongava, deixando de ser detetável após 20 dias. O estudo demonstra, portanto, que a duração da memória térmica difere entre as espécies vegetais.
O efeito subsequente na produtividade é particularmente relevante para a horticultura. Em condições controladas, as plantas expostas a calor moderado e subsequentemente submetidas a stress térmico grave recorrente produziram, em média, mais 41 por cento de frutos do que as plantas de controlo não submetidas a stress térmico. A massa total dos frutos também foi superior, sugerindo que as plantas preparadas termicamente após stress térmico recorrente produziram um rendimento mais elevado. As análises do β-caroteno e da luteína como marcadores de qualidade também não revelaram diferenças significativas, indicando que a qualidade dos frutos não é afetada.
O efeito foi igualmente observado em condições ambientais não controladas. Numa experiência de campo realizada em 2025 em Großbeeren, as plantas que foram inicialmente expostas a calor moderado e posteriormente submetidas a stress térmico recorrente produziram cerca de 53% mais frutos do que as plantas de controlo não submetidas a stress térmico. A massa total dos frutos foi também superior. Uma vez que a temperatura, a luz e a humidade variaram durante a experiência e que a experiência de campo foi realizada apenas uma vez, os resultados ainda não permitem tirar conclusões sobre os efeitos de tal tratamento em diferentes condições práticas. No entanto, os resultados sugerem que o «priming» térmico pode representar uma estratégia promissora para aumentar a produção de frutos em condições de campo na sequência de stress térmico recorrente.
Os investigadores também investigaram a resposta das plantas de tomate ao stress térmico recorrente a nível molecular. Através do sequenciamento de ARN do tecido do meristema apical do caule, identificaram 267 genes que foram ativados de forma particularmente intensa após o stress térmico inicial e durante o stress térmico subsequente. Estes chamados genes de tipo II da memória transcricional térmica incluem o SlBAG6 e o SlHSFA2, um fator de transcrição que desempenha um papel central na resposta de memória térmica.
Em plantas de tomate modificadas por CRISPR, sem SlHSFA2 funcional, a capacidade de sofrer «preparação» térmica foi em grande parte perdida. A recuperação do meristema apical do caule após o stress térmico recorrente também foi prejudicada. Análises adicionais revelaram que o SlHSFA2 regula a ativação do gene SlBAG6. Além disso, o SlHSFA2 interage com outros fatores de transcrição, os FATORES DE RESPOSTA AO ETILENO (SlERFs), que, em conjunto com o SlHSFA2, potenciam a ativação do SlBAG6. Quando os SlERFs individuais foram temporariamente silenciados, a tolerância ao calor foi reduzida. Os resultados apontam, portanto, para um módulo regulador envolvendo SlHSFA2-SlERF que contribui para a memória térmica transcricional.
As descobertas mostram que a memória do stress térmico também pode ter uma função adaptativa numa importante cultura hortícola e fornecem uma base para investigação adicional e para a possível utilização deste mecanismo no desenvolvimento de tomates resistentes ao calor. No entanto, ainda não é claro como a resposta molecular de memória ao stress contribui, em última instância, para o aumento do rendimento.
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