A influência da biodiversidade no entorno do cultivo sobre a expressão de protéinas de bananas produzidas no Vale do Ribeira / Influence of biodiversity surrounding the banana crop on protein expression of banana fruits produced on Vale do Ribeira, Brazil

As interações entre as plantas cultivadas e os outros organismos do agroecossistema podem afetar as características dos alimentos, trazendo implicações que abrangem desde as condições socioeconômicas dos produtores até a qualidade nutricional e sensorial dos produtos agrícolas. No caso de agroecossistemas equilibrados, a conservação da biodiversidade na propriedade contribui para diminuir a dependência de insumos externos, principalmente para o controle de pragas e doenças. Nesse sentido a produção de bananas no Vale do Ribeira constitui um mosaico de agroecossistemas, que pressionam os maiores e mais conservados remanescentes florestais de Mata Atlântica. A banana é um fruto climatérico típico, que mostrou grande potencial para o presente estudo, primeiro por ter boa parte de seus processos bioquímicos parcialmente elucidados, segundo, por apresentar seu genoma sequenciado e, terceiro, por ser um cultivo que permeia as áreas de Mata Atlântica do Vale do Ribeira. A perspectiva de análise do Proteoma label-free do fruto foi escolhida por sua ampla capacidade de compreensão de respostas biológicas, especialmente em delineamentos experimentais inéditos como esse, onde não é possível fazer grandes especulações acerca da resposta esperada. Dessa forma, inserido a um projeto de objetivo mais amplo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da biodiversidade atlântica no entorno do agroecossistema sobre a expressão de proteínas das bananas, considerando os aspectos físico-químicos, fisiológicos e bioquímicos, de modo a estimar as vias metabólicas influenciadas por esta condição ambiental. O projeto foi desenvolvido a partir da comparação de duas áreas comerciais de bananicultura que possuem idade e tratos culturais idênticos, sendo que a única diferença é que uma delas encontra-se cercada exclusivamente pelo monocultivo de bananeiras (parcela Controle) e a outra possui 60% do perímetro adjacente a um fragmento de Mata Atlântica (parcela Biodiversidade). Foi utilizada uma estratégia holística, contemplando diversos fatores do ambiente (fertilidade do solo e aspectos climáticos), da fisiologia da bananeira (diagnose foliar e infestação por doenças) e da banana (aspectos de qualidade, comportamento pós-colheita e proteoma da polpa). Os resultados mostram que as plantas da parcela biodiversidade apresentaram menor Índice de Severidade de Sigatoka Negra e produziram frutos com maior vida verde. Em relação ao Proteoma, as vias do Ciclo do ácido cítrico, do Metabolismo do piruvato e da Alanina, aspartato e glutamato foram as mais alteradas entre os frutos das duas parcelas, sinalizando uma maior tendência na síntese de ácidos graxos nos frutos da parcela Biodiversidade, que parece ter sido desviada para a síntese de aminoácidos nos frutos da parcela Controle. Algumas evidências reunidas sugerem que a presença da biodiversidade da Mata Atlântica no entorno do agroecossistema favorece o restabelecimento da homeostase vegetal, trazendo efeitos benéficos para o cultivo e para o fruto

Food quality is affected by crop and other agroecosystem organism interaction. These are a broad and diverse field of study, with unclear central issues, implying since socioeconomic condition of the producer, up to food quality, in terms of nutritional and sensorial issues. In this sense, banana production on Vale do Ribeira represents an agroecosystem mosaic, among the hugest and most conserved remaining Atlantic forest. Banana is a climacteric fruit with great potential for this study, firstly because its biochemical processes has been partially clarified, secondly, because its genome is already sequenced and, finally, because its cultivation area is surrounded by Atlantic forest areas from Vale do Ribeira. Proteomic label-free has been chosen, because of its great capability to understand biological response, especially in unprecedented experimental approaches, in which expectations cannot be done. Thereby, inserted on a broader project, the aim of this work was to evaluate the influence of Atlantic forest biodiversity surrounding the agroecosystem on protein expression of banana fruit, considering physic-chemical, physiological and biochemical aspects, in order to highlight metabolic pathways influenced by this environmental condition. The development of this project is based on the comparison of two banana commercial plots, with similar age and cultural practices, being the only difference between plots the presence of an Atlantic forest remanant on 60% of the Biodiversity plot, while the Control plot is exclusively surrounded by banana crop. It has been adopted an holistic approach, including several environmental factors (soil fertility and climatic factors), crop physiology factors (foliar diagnosis and disease severity) and banana fruit (quality attributes, post-harvest behavior and pulp proteome). Results revealed a reduction on disease severity and a longer fruit greenlife, which represents the time available to transport and marketing, for plants of the Biodiversity plot. The Proteome has shown alterations on metabolic pathways, as Citric acid cycle, Piruvate metabolism and Alanine, aspartate and glutamate metabolism, suggesting a greater tendency on fatty acid biosynthesis on fruits from Biodiversity plots, whereas fruits from Control plot seems to enhance amino acid biosynthesis. Some evidence suggest that the Atlantic forest surrounding the agroecosystem can be helpful to plant homeostasis, with benefits to the crop and fruit

Black leaf streak disease affects starch metabolism in banana fruit.

Black leaf streak disease (BLSD), also known as black sigatoka, represents the main foliar disease in Brazilian banana plantations. In addition to photosynthetic leaf area losses and yield losses, this disease causes an alteration in the pre- and postharvest behavior of the fruit. The aim of this work was to investigate the starch metabolism of fruits during fruit ripening from plants infected with BLSD by evaluating carbohydrate content (i.e., starch, soluble sugars, oligosaccharides, amylose), phenolic compound content, phytohormones, enzymatic activities (i.e., starch phosphorylases, α- and ß-amylase), and starch granules. The results indicated that the starch metabolism in banana fruit ripening is affected by BLSD infection. Fruit from infested plots contained unusual amounts of soluble sugars in the green stage and smaller starch granules and showed a different pattern of superficial degradation. Enzymatic activities linked to starch degradation were also altered by the disease. Moreover, the levels of indole-acetic acid and phenolic compounds indicated an advanced fruit physiological age for fruits from infested plots.