Μεταβολισμός των υδατανθράκων κατά την ωρίμανση ένσπερμων και άσπερμων καρπών τομάτας τύπου cherry

Abstract

Στο θερμοκήπιο του Εργαστηρίου των Κηπευτικών Καλλιεργειών του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών καλλιεργήθηκαν από τα τέλη Οκτώβρη του 2009 έως και τα τέλη Μάρτη του 2010 τα υβρίδια cherry τομάτας Conchita και Cherelino. Παρήχθησαν ένσπερμοι καρποί από φυσιολογική γονιμοποίηση των ανθέων και παρθενοκαρπικοί (άσπερμοι) καρποί με χρήση της ορμόνης β-ΝΟΑ. Σκοπός ήταν να προσδιοριστεί η επίδραση της παρουσίας ή απουσίας των σπερμάτων στο περιεχόμενο των καρπών σε σάκχαρα (φρουκτόζη, γλυκόζη και σακχαρόζη), άμυλο, ολικά διαλυτά στερεά και στην τιτλοδοτούμενη οξύτητα σε διάφορα στάδια της ανάπτυξης των καρπών (διαμέτρου 15mm, φυσιολογικά ώριμου πράσινου, «σπασίματος» του χρώματος και στο ώριμο κόκκινο στάδιο) όπως και μετά από αποθήκευση ώριμων κόκκινων καρπών για 10 και 20 ημέρες στους 15οC και την παραμονή τους για 3 ημέρες σε θερμοκρασία δωματίου (22oC). Παράλληλα, έγινε προσπάθεια προσδιορισμού της δράσης της φωσφολυλάσης του αμύλου, ενζύμου που εμπλέκεται στην αποδόμηση του αμύλου, στα προαναφερθέντα στάδια ανάπτυξης και ωρίμανσης. Από τα αποτελέσματα του πειράματος προκύπτει ότι οι παρθενοκαρπικοί καρποί και των δύο υβριδίων στα τελικά στάδια ανάπτυξης υπερτερούν σε ολικά διαλυτά στερεά και σε εξόζες, υστερούν στο περιεχόμενό τους σε οξέα, εμφανίζουν νωρίτερα συσσώρευση των σακχάρων κατά την ωρίμανση και εντονότερη μείωση στην οξύτητα κατά το ώριμο κόκκινο στάδιο σε σχέση με τους ένσπερμους καρπούς. Η αποδόμηση του αμύλου κατά την ωρίμανση επηρεάστηκε από την παρουσία ή όχι σπόρου, αλλά ανάλογα με το γονότυπο. Κατά την αποθήκευση τα διαλυτά στερεά των καρπών αυξάνονται και η τιτλοδοτούμενη οξύτητα μειώνεται σε τέτοιο βαθμό ώστε να διατηρούνται οι διαφορές μεταξύ των ένσπερμων και των παρθενοκαρπικών καρπών. Οι μεταβολές είναι εντονότερες στο υβρίδιο Cherelino σχετιζόμενες και με τη μειωμένη μετασυλλεκτική ζωή σε σχέση με την Cherelino. Η καλή οπτική ποιότητα και οι όχι πολύ μεγάλες διαφορές στη σύσταση των παρθενοκαρπικών καρπών έναντι των ένσπερμων, συνηγορούν στην καλή ποιότητα των επαγόμενων από ορμόνες παρθενοκαρπικών cherry καρπών τομάτας. Επιπρόσθετα, προσδιορίστηκε η νουκλεοτιδική αλληλουχία του γονιδίου που κωδικοποιεί την φωσφορυλάση του αμύλου και η συσσώρευση των μεταγραφημάτων στα διάφορα στάδια της ανάπτυξης και ωρίμανσης. Σε αντίθεση με τα βιβλιογραφικά δεδομένα σε μεγαλόκαρπους γονότυπους, από τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης προκύπτει ότι η εισφορά της φωσφορυλάσης του αμύλου στην αποδόμηση του αμύλου στους καρπούς της cherry τομάτας δεν είναι κυρίαρχη, ενώ περαιτέρω έρευνα σχετικά με την αμυλολυτική δραστηριότητα στους καρπούς της τομάτας πρέπει να πραγματοποιηθεί.

Two cherry tomato hydrids (Conchita F1 and Cherelino F1) were cultivated in the glasshouse of the Laboratory of Vegetable Production from late October 2009 until March 2010 for the production of seeded and seedless fruits (parthenocarpic fruits by spraying open flower with the auxin β-NOA). The aim of this study was to evaluate the effect of the presence or absence of seeds within the fruit on the fruit content in sugars (fructose, glucose and sucrose), starch, total soluble solids and on the titratable acidity of fruits, at various stages of growth and ripening (15 mm diameter, mature green stage, breaker stage and red ripe stage) and after the storage of red ripe fruits for 10 and 20 days at 15οC plus shelf life for 3 days (at 22oC). In addition an effort was made to determine the activity of starch phosphorylase, an enzyme which is implicated in the breakdown of starch in ripening fruits, at all ripening stages. Based on the data on the present study, seedless fruits of both hybrids were found to have higher content in total soluble solids and hexoses, and less acid content than seeded fruits. However, parthenocarpic fruits showed an earlier accumulation of sugars during ripening and their acid content declined more during the later stages of ripening. Starch breakdown during ripening was affected by the presence of seeds but in relation to the genotype tested. During storage, total soluble solids increased and titratable acidity decreased in such a way that did not affect the differences between seeded and seedless fruits observed in the red ripe stage. These differences were more obvious in the fruits of the Cherelino hybrid which have a less postharvest life compared to the Conchita fruits. In addition, parthenocarpic cherry tomatoes of both hybrids did not show visual defects and their quality characteristics were comparable to those of the seeded fruits. The nucleotide sequencing of the gene which encodes the starch phosphorylase enzyme was specified and the transcript accumulation was determined at the stages of ripening. Contrasting to the current knowledge on the activity of starch phosphorylase on tomato fruits during ripening, our data suggest that in cherry tomato fruits the contribution of starch phosphorylase on the total amylolytic activity may not be dominant. Therefore, more research is needed to clarify the amylolytic activity in ripening tomato fruits.