Fases do desenvolvimento de frutos. Padrões de atividade respiratória

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1 Fases do desenvolvimento de frutos Padrões de atividade respiratória Prof. Angelo P. Jacomino Depto. Produção Vegetal PRODUTOS SE ORIGINAM DE DIFERENTES ESTRUTURAS ANATÔMICAS DOS VEGETAIS Folhas Flores Raízes Tubérculos Brotações Frutos Diferenças na fisiologia!!! 1

2 FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Desenvolvimento: série de eventos desde o início do crescimento de um fruto até a morte do mesmo. (Watada, et al., 1984) FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Crescimento: aumento irreversível de atributos físicos de um fruto em desenvolvimento. 2

3 FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Maturação Maturação: estádio do desenvolvimento que leva à maturidade fisiológica ou horticultural. FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Maturação M F Maturidade fisiológica: estádio a partir do qual o fruto continuará seu desenvolvimento mesmo que separado da planta. 3

4 FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Maturação M F Amadurecimento Amadurecimento: série processos que ocorrem no final do desenvolvimento, e que resultam em características estéticas e de qualidade, evidenciadas por mudanças na composição, coloração, textura, sabor e aroma. FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Maturação M F Amadurecimento Senescência Senescência: série processos que ocorrem após a maturidade fisiológica ou horticultural e levam à morte dos tecidos. 4

5 FASES DO DESENVOLVIMENTO DE FRUTOS Desenvolvimento Crescimento Maturação M F Amadurecimento Senescência Maturidade horticultural: estádio do desenvolvimento onde um fruto possui os pré-requisitos para utilização pelo consumidor para um determinado propósito. PRINCIPAIS PROCESSOS QUE OCORREM APÓS A COLHEITA respiração produção de etileno perda de firmeza mudança da cor degradação de ácidos transformação de açúcares produção de compostos aromáticos perda de água 5

6 100 - crescimento tempo Climatério do fruto: primeiros conceitos Franklin Kidd e Charles West na década de 20; Climatério Respiração climatérica Maçã, abacate, banana 0 - tempo Respiração dos frutos em relação ao seu desenvolvimento (Kidd e West, 1925) 6

7 PADRÕES DE ATIVIDADE RESPIRATÓRIA Respiração climatérica Laranja, uva 0 - tempo Respiração Não climatérica Respiração dos frutos em relação ao seu desenvolvimento Kidd e West (1925) e outros autores PADRÕES DE ATIVIDADE RESPIRATÓRIA Respiração climatérica 0 - tempo Respiração dos frutos em relação ao seu desenvolvimento (Kidd e West, 1925) 7

8 100 Máximo climatérico 50 Mínimo pré-climatérico Pós-climatérico Atividade respiratória Tempo (dias) Produção etileno Produção de etileno e de CO 2 em frutos climatéricos após a colheita Biale, Young e Olmstead (1954); Knee, Sargent e Osborne (1977) Não climatérico Respiração Etileno Tempo Biale, Young e Olmstead (1954); Knee, Sargent e Osborne (1977) 8

9 Crescimento Watada et al., (1984) Maturação M F Amadurecimento Senescência 9

10 CLIMATÉRIO Período de desenvolvimento de um fruto caracterizado por uma série de alterações bioquímicas associadas ao aumento da taxa respiratória e da produção autocatalítica de etileno (Kader et al., 1984) Período de desenvolvimento de certos frutos no qual uma série de mudanças bioquímicas é iniciada pela produção autocatalítica de etileno, marcando o limite entre o crescimento e a senescância (Rhodes, 1970) Non-climateric and climateric fruit Non-climateric and climateric ripening Fruto Climatérico: Apresenta padrão de atividade respiratória caracterizada por uma elevação rápida no consumo de oxigênio, com produção autocatalítica de etileno, conduzindo a transformações bioquímicas de síntese e de degradação de ocasionam o amadurecimento, o qual pode ocorrer com o fruto na planta ou após a colheita (Chitarra e Chitarra, 2006) 10

11 RESPOSTA DOS FRUTOS AO ETILENO EXÓGENO Estimula a respiração CLIMATÉRICOS Antes da ascensão climatérica NÃO CLIMATÉRICOS Em qualquer estádio Amadurecimento Antecipa Não influencia Magnitude da resposta respiratória Independe da [C 2 H 4 ] Depende da [C 2 H 4 ] Ascensão respiratória Irreversível Reversível Produção autocatalítica de etileno Presente Ausente [Etileno endógeno] Altamente variável Baixa Frutos climatéricos e não climatéricos Paul, Pandey and Srivastava (2012) - J. Food Sci Tech. 11

12 Taxa respiratória (mg CO2.kg -1.h -1 ) TAXA RESPIRATÓRIA DE FRUTOS CLIMATÉRICOS A 15 O C Abacate Banana Pêra Maçã Dias a 15 o C Taxa respiratória de frutos climatéricos e não climatéricos a 20ºC (ml CO 2.kg -1.h -1 ) Frutos Climatéricos mínimo máximo Abacate Não Climatéricos Banana Manga Mamão Maracujá Pera Ameixa 9 21 Limão 9 Laranja 12 Uva 13 Abacaxi 15 Figo 34 Morango 65 12

13 Com o progresso das pesquisas verificou-se que alguns desses processos do amadurecimento não estavam relacionados com o aumento da respiração e, que alguns eram independentes do aumento na produção de etileno, ou apresentavam dependência parcial, contrariando os conceitos tradicionais. Goiabas Pedro Sato : climátricas ou não climatéricas? (Azzolini et al. 2005) 13

14 Dias após a colheita Goiabas Pedro Sato : climátricas ou não climatéricas? Estádio 1 Estádio 2 Estádio (Azzolini et al. 2005) Goiabas Pedro Sato : climátricas ou não climatéricas? (Azzolini et al, 2005) 14

15 Goiabas Pedro Sato : climátricas ou não climatéricas? FIRMEZA (Azzolini et al, 2005) Goiabas Pedro Sato : climátricas ou não climatéricas? ESTÁGIO 2 (Azzolini et al, 2005) 15

16 Mamões Golden (21 dias a 10ºC) + 2 dias a 24ºC + 4 dias a 24ºC 1-MCP 1-MCP + ETILENO ETILENO CONTROLE 1-MCP 1-MCP + ETILENO Coloração da casca em mamões: independente do etileno Ameixa Gulfruby, Beauty = climatérica Shiro, Rubyred = suppressed-climateric (não produz etileno suficiente para coordenar o amadurecimento) Conversão de ACC em etileno Etileno ou propileno = alecerou amadurecimento Abdi et al. (1997), Abdi et al. (1998), El-Sharkawy et al. (2007) 16

17 Pera: Peras européias = climatéricas (algumas cvs são não climatéricas Peras asiáticas = não climatéricas ( algumas cvs são climatéricas) (Downs et al., 1991; Itai et al., 2002; Yamane et al.2007) Melão: Cantalupensis e reticulatus = climatéticos Inodorus = não climatéricos, mas honey dew responde ao etileno (Suslow et al., 2010) Pimentão Domino = climatérico (?) etileno endógeno (Tadesse et al., 1998) Amora preta, framboesa Climatéricas (?) vários autores 17

18 Morango Physiologia Plantarum, 2006 Incremento da produção de CO 2 e da produção de etileno durante o amadurecimento na planta Maracujá Metodologia utilizada para estimar a concentração endógena de CO2 e etileno Fonte: Ana Elisa Godoy,Metodologia ( Adaptado de SALTVEIT, 1983) 18

19 Maracujá Concentração endógena de CO 2 (ppm) e etileno(ppm) de maracujáamarelo após a abscisão natural (Beltrame, 2012) Maracujá Concentração endógena de CO 2 (ppm) e etileno(ppm) de maracujáamarelo ligado à planta e após abscisão natural. (Beltrame, 2012) 19

20 CLIMATÉRIO Resultante do aumento da demanda energética? (Solomos, 1977) Energia gerada pelo metabolismo basal é suficiente para as transformações bioquímicas do amadurecimento Resultado da mudança na organização celular? Reação ao estresse da colheita? (Romani, 1984) Climatério é uma resposta homesostática da mitocôndria para compensar os efeitos degradantes da senescência. O aumento do etileno também é resposta a esse estresse Quais são os fatores que nele interferem? Lalel, H.J.D. et al. J. Hort. Sci. Biot. 78: , 2003 Dificuldades: CLIMATÉRICOS X NÃO CLIMATÉRICOS Ponto de colheita Temperatura e condições de armazenamento Pré ou pós-colheita Estresse de colheita Difusividade dos gases no fruto Interação com outros hormônios Diferentes tecidos num mesmo fruto Pseudo frutos e frutos compostos 20

21 Devemos mesmo dividir os frutos em climatérios e não climérico? 21