Perfil metabolômico de três retrocruzamentos provenientes de tomateiro anão

Abstract

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) enfrenta desafios produtivos agravados pelas mudanças climáticas. As pesquisas de melhoramento frequentemente limitam-se a caracteres agronômicos, deixando uma lacuna na compreensão bioquímica das linhagens melhoradas. Este estudo empregou a metabolômica por GC-MS para preencher essa lacuna, avaliando a permanência de metabólitos de interesse em linhagens anãs derivadas de três retrocruzamentos (RC1, RC2, RC3) com o tomateiro do tipo Saladete. As linhagens foram caracterizadas agronomicamente e metabolicamente. A análise integrada revelou que o RC3 combinou a produtividade e características comerciais de fruto (como peso médio e diâmetro do fruto) do genitor recorrente (GR) com os traços do genitor doador (GD): arquitetura compacta (PH), altos teores de acil-açúcares e carotenoides. A análise metabolômica detectou 101 metabólitos e revelou um redirecionamento do fluxo de carbono, no qual a redução consistente de precursores como xilose (FC ~ 0,30) e tagatose (FC ~ 0,62) sustentou a biossíntese de acil-açúcares, enquanto o acúmulo de ácidos orgânicos do ciclo de Krebs (cítrico, FC > 3,0; málico, FC > 2,6) indicou maior vigor energético. O RC3 emergiu como o genótipo de equilíbrio ideal, validando a eficácia do método não apenas em introgressar, mas em estabilizar um perfil bioquímico desejável e recombinante. Palavras-chave: produção sustentável ; segurança alimentar ; genes de nanismo.Tomato (Solanum lycopersicum L.) faces production challenges exacerbated by climate change. Breeding research has often been limited to agronomic traits, leaving a gap in the biochemical understanding of improved lines. This study employed GC- MS metabolomics to address this gap by evaluating the retention of metabolites of interest in dwarf lines derived from three backcrossing cycles (BC1, BC2, BC3) with saladette-type tomato plants. The lines were characterized both agronomically and metabolically. Integrated analysis revealed that BC3 successfully combined the productivity and commercial fruit characteristics (as average weight and diameter of the fruit) of the recurrent parent (RP) with traits from the donor parent (DP): compact architecture (PH), high levels of acyl-sugars, and carotenoids. Metabolomic analysis detected 101 metabolites and revealed a carbon flux redirection, where the consistent reduction of precursors such as xylose (FC ~ 0.30) and tagatose (FC ~ 0.62) supported acyl-sugar biosynthesis, while the accumulation of Krebs cycle organic acids (citric acid, FC > 3.0; malic acid, FC > 2.6) indicated enhanced energy vigor. BC3 emerged as the ideal balanced genotype, validating the effectiveness of the method not only for introgressing but also for stabilizing a desirable and recombinant biochemical profile. Keywords: sustainable production ; food security ; dwarfing genes.