O amadurecimento é um processo complexo e geneticamente programado através do qual o fruto adquire características próprias (níveis de açúcar e acidez, cor, amaciamento, sabor e aroma, entre outras) que o torna atraente aos consumidores. O tomate (Solanum lycopersicum) tem sido largamente utilizado como modelo para os estudos sobre amadurecimento de frutos devido à sua importância nutricional e econômica e aos avanços no entendimento de sua genética e bioquímica. Neste fruto, um conjunto de 20 a 30 substâncias voláteis, entre álcoois, aldeídos, cetonas e ésteres, contribuem para o aroma, sendo elas derivadas principalmente de aminoácidos, ácidos graxos e carotenóides. O hormônio etileno está intimamente relacionado com as alterações metabólicas que ocorrem no amadurecimento, inclusive na geração desses compostos voláteis, através da ativação de fatores de transcrição que regulam genes codificadores de enzimas envolvidas nesse processo. Embora se saiba bastante a respeito da bioquímica que produz compostos de aroma e o envolvimento do etileno nesse processo, pouco se sabe sobre o mecanismo de sua regulação. Além disso, o etileno não é o único regulador do amadurecimento, pois há vários indícios de que as auxinas também estão envolvidas neste processo. Embora crescente, este campo ainda encontra-se pouco explorado quando comparado aos avanços obtidos sobre o papel do etileno no amadurecimento de frutos. Os dados são ainda mais escassos no que se refere a regulação das vias de biossíntese dos compostos voláteis. Assim, este trabalho visa avaliar como a interação entre o ácido indol-3-acético (AIA), a auxina mais abundante em plantas, e o etileno influencia a produção do aroma em frutos de tomateiro. Para tal, tomates da cultivar Micro-Tom foram tratados com AIA e etileno, isoladamente e em conjunto. Os resultados mostraram que os grupos de frutos caracterizaram-se por possuir diferentes perfis de compostos voláteis. Os tratamentos com AIA e etileno+AIA ocasionaram atraso no acúmulo de compostos voláteis derivados de isoprenóides, assim como na transcrição de genes envolvidos na síntese desses compostos: carotenoid cleavage dioxygenases 1A e 1B (S/CCD1A e S/CCD1B). A mudança da cor verde para a vermelha e o acúmulo de licopeno também foram atrasados em resposta a estes dois tratamentos. Foram também avaliados os níveis de transcritos de genes envolvidos na síntese de voláteis derivados de ácidos graxos, sendo eles lipoxigenases (S/LOX), hidroperóxido liases (S/HPL) e álcool desidrogenases (S/ADH), além dos níveis da produção de etileno, e AIA na forma livre e conjugados. Os resultados mostraram-se robustos em relação aos impactos nos perfis de compostos voláteis, causados pelos mesmos tratamentos hormonais, em frutos de tomateiro da variedade Grape. Os dados sugerem que a auxina possui importante papel na formação de compostos voláteis do aroma em frutos de tomateiro, regulando de forma negativa este metabolismo. Esse efeito modulador ocorre provavelmente por meio de interações com o etileno. / Fruit ripening is a complex and genetically programmed process through the fruit acquires characteristics (sweetness and acidity, color, softening, flavor and aroma, etc.) that make it attractive to consumers. The tomato fruit (Solanum lycopersicum) has been widely used as a model for studies on fruit ripening due to its nutritional and economic importance and advances in the understanding of its genetics and biochemistry. A set of 20 to 30 volatile substances, including alcohols, aldehydes, ketones and esters, which were derived from amino acids, fatty acids and carotenoids, contribute to the flavor. The hormone ethylene is closely related to the metabolic changes that occur in the maturation, including the generation of these volatile compounds, through the activation of transcription factors that regulate genes encoding proteins involved in this process. Although the knowledge about the biochemistry pathways that produces flavor compounds and the involvement of ethylene have advanced, little is known about the regulation of this process. In addition, ethylene is not the unique hormone that plays this role on fruit ripening. There is a growing body of evidence indicating the involvement of auxin in the maturation. The role of other hormonal classes is still little explored when compared to progress made on the role of ethylene in fruit ripening, especially regarding the regulation of the biosynthetic pathways of volatile compounds. This study aim to assess how the interaction between the indole-3-acetic acid (IAA), the most abundant auxin in plants, and ethylene influence the production of tomato fruit aroma. To do this, fruit from tomato cultivar Micro-Tom were treated with IAA and ethylene, separately and in combination. The results showed that the fruit groups characterized by having different profiles of volatile compounds. The treatment with IAA and IAA + ethylene caused delay in accumulation of volatile compounds derived from isoprenoid, as well as in the transcription of genes involved in the synthesis of these compounds: carotenoid cleavage dioxygenases 1A and 1B (S/CCD1A and S/CCD1B). The change from green to red and the accumulation of lycopene were also delayed in response to these two treatments. We also assessed the levels of transcripts of genes involved in the synthesis of volatile compounds derived from fatty acids (lipoxygenases [S/LOX], hydroperoxide lyases [S/HPL] and alcohol dehydrogenases [S/ADH]), besides the levels of ethylene production, and IAA in free and conjugated form. The results were robust with respect to impacts on volatile compounds profiles, caused by the same hormone treatments in tomato variety Grape. The data suggest that auxin plays an important role in the synthesis of volatile compounds in tomato fruit, negatively regulating this metabolism. This modulating effect likely occurs through crosstalks with ethylene.

O amadurecimento é um processo complexo formado por alterações metabólicas, que ocorrem após o fruto atingir a sua maturidade fisiológica. O tomate é um fruto climatérico, usado como modelo para estudo do papel do etileno durante o amadurecimento. A pimenta é um fruto não-climatérico, pertencente à mesma família que o tomate, e por conta disso, pode apresentar similaridades no desenvolvimento de diversos atributos de qualidade durante o amadurecimento, como o aroma. A maioria dos compostos voláteis em frutos deriva dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos, sendo a via das lipoxigenases a responsável pela formação de voláteis C6. Devido a sua importância no processo de regulação do amadurecimento em frutos, o etileno possui um papel fundamental para a formação do aroma, no entanto, outros hormônios como o metil jasmonato (MeJA), também possuem um papel importante nesse processo. O presente trabalho visa avaliar os papéis dos hormônios etileno e MeJA na formação dos compostos voláteis do aroma em tomate Grape (Solanum lycopersicum) e pimenta malagueta (Capsicum frutescens) durante o amadurecimento. Os frutos foram tratados com MeJA, Etileno, 1MCP e MeJA+1MCP, com posteriores análises de voláteis e níveis dos transcritos de genes para as enzimas lipoxigenase (LOX), álcool desidrogenase (ADH) e hidroperóxido liase (HPL), que participam da formação dos voláteis derivados da via dos ácidos graxos. Os resultados mostraram que os tratamentos hormonais causaram mudanças claras na composição do aroma de pimenta e tomate, mas muitos desses resultados deixaram evidente a natureza climatérica e não-climatérica desses frutos. Diferentemente do que aconteceu em pimenta, foi possível visualizar uma íntima relação entre MeJA e etileno na formação do aroma em tomate, principalmente nos voláteis derivados da via dos carotenoides. Em tomate, foi possível observar que a expressão dos transcritos dos genes da via dos ácidos graxos, LOX, ADH e HPL, e da via dos carotenoides, CCD1A e CCD1B, foi diminuída pela ação de 1MCP, mesmo quando esteve associado à MeJA. O tratamento com MeJA aumentou voláteis C6 em pimenta e tomate. Particularmente em tomate, essa elevação foi associada ao aumento na expressão de LOXC e HPL, um dia após a aplicação do hormônio. Quando o tomate se tornou completamente maduro, não foram constatadas tantas diferenças em relação aos outros tratamentos, exceto pelo aumento evidente dos compostos derivados da via dos carotenoides, beta-ionona e 6-metil-5-hepten-2-ol. No primeiro dia de tratamento com MeJA em pimenta, verificou-se um aumento evidente nos níveis da maioria dos ésteres, inclusive os hexílicos de cadeia alifática, que são derivados dos voláteis C6 da via dos ácidos graxos. Além disso, também apresentaram aumento evidente, logo no primeiro dia após o tratamento com MeJA, os compostos 2-isobutil-3-metoxipirazina e 3-careno, sendo esses dois últimos os compostos que fornecem a nota aromática mais característica de pimenta. Quando as pimentas amadureceram completamente, constatou-se um aumento estatisticamente significativo, proporcionado por MeJA, nos voláteis C6 (E)-2-hexen-1-ol, 3-hexen-1-ol e hexanal, sendo esse último um dos grandes contribuidores para o aroma desse fruto. / Ripening is a complex process formed by metabolic changes that occur after fruit physiological maturity. Tomato is a climacteric fruit, used as a model to study the role of ethylene during ripening. Pepper is a non-climacteric fruit, belonging to the same family as the tomato, and because of this, may present similarities in the development of several attributes of quality during maturation, such as aroma. Most of volatile compounds in fruits derives from carbohydrates, lipids and amino acids, and lipoxygenases pathway is responsible for C6 volatiles production. Due to its importance in the fruit ripening regulation process, ethylene plays an important role in aroma production; however, other hormones, such as methyl jasmonate (MeJA), also play a significant role during fruit ripening. The present work aims to evaluate the roles of ethylene and MeJA hormones in the formation of aroma compounds in tomato Grape (Solanum lycopersicum) and chili pepper (Capsicum frutescens) during ripening. Fruits were treated with MeJA, Ethylene, 1MCP in MeJA+1MCP, followed by analysis of volatile compounds and levels of gene transcripts for the enzymes lipoxygenase (LOX), alcohol dehydrogenase (ADH) and hydroperoxide lyase (HPL), which participate of production of volatile compounds derived from the fatty acid pathway. The results showed that hormonal treatments caused changes in pepper and tomato aroma composition, but many of these results made evident the climacteric and non-climacteric nature of these fruits. Unlike what happened in pepper, it was possible to visualize an intimate relationship between MeJA and ethylene under the tomato aroma compounds, mainly in the formation of carotenoid-derived volatiles. In tomato, it was possible to observe that the expression of the fatty acid pathway gene transcripts, LOX, ADH and HPL, and carotenoid pathway, CCD1A and CCD1B, were reduced by 1MCP action, even when it was associated with MeJA. MeJA treatment increased C6 volatiles in pepper and tomato. Particularly in tomato, this elevation was associated with an increase in the LOXC and HPL expression, one day after the hormone treatment. When tomato became fully mature, there were not so many differences compared to the other treatments, except for the evident increase of the carotenoid-derived volatile compounds, beta-ionone and 6-methyl-5-hepten-2-ol. On the first day of treatment with MeJA in pepper, there was a clear increase in the levels of most esters, including the aliphatic chain hexils, which are derived from the C6 volatiles of the fatty acid pathway. In addition, 2-isobutyl-3-methoxypyrazine and 3-carene compounds also showed evident increase, the first two days after treatment with MeJA, the latter two being the compounds that provide the most characteristic aromatic note of pepper. When the peppers reach their complete maturation, there was an increase, under MeJA treatment, in the C6 volatiles (E)-2-hexen-1-ol, 3-hexen-1-ol and hexanal, which is one of the most important aroma compounds in peppers.

O amadurecimento é um processo complexo formado por alterações metabólicas, que ocorrem após o fruto atingir a sua maturidade fisiológica. O tomate é um fruto climatérico, usado como modelo para estudo do papel do etileno durante o amadurecimento. A pimenta é um fruto não-climatérico, pertencente à mesma família que o tomate, e por conta disso, pode apresentar similaridades no desenvolvimento de diversos atributos de qualidade durante o amadurecimento, como o aroma. A maioria dos compostos voláteis em frutos deriva dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos, sendo a via das lipoxigenases a responsável pela formação de voláteis C6. Devido a sua importância no processo de regulação do amadurecimento em frutos, o etileno possui um papel fundamental para a formação do aroma, no entanto, outros hormônios como o metil jasmonato (MeJA), também possuem um papel importante nesse processo. O presente trabalho visa avaliar os papéis dos hormônios etileno e MeJA na formação dos compostos voláteis do aroma em tomate Grape (Solanum lycopersicum) e pimenta malagueta (Capsicum frutescens) durante o amadurecimento. Os frutos foram tratados com MeJA, Etileno, 1MCP e MeJA+1MCP, com posteriores análises de voláteis e níveis dos transcritos de genes para as enzimas lipoxigenase (LOX), álcool desidrogenase (ADH) e hidroperóxido liase (HPL), que participam da formação dos voláteis derivados da via dos ácidos graxos. Os resultados mostraram que os tratamentos hormonais causaram mudanças claras na composição do aroma de pimenta e tomate, mas muitos desses resultados deixaram evidente a natureza climatérica e não-climatérica desses frutos. Diferentemente do que aconteceu em pimenta, foi possível visualizar uma íntima relação entre MeJA e etileno na formação do aroma em tomate, principalmente nos voláteis derivados da via dos carotenoides. Em tomate, foi possível observar que a expressão dos transcritos dos genes da via dos ácidos graxos, LOX, ADH e HPL, e da via dos carotenoides, CCD1A e CCD1B, foi diminuída pela ação de 1MCP, mesmo quando esteve associado à MeJA. O tratamento com MeJA aumentou voláteis C6 em pimenta e tomate. Particularmente em tomate, essa elevação foi associada ao aumento na expressão de LOXC e HPL, um dia após a aplicação do hormônio. Quando o tomate se tornou completamente maduro, não foram constatadas tantas diferenças em relação aos outros tratamentos, exceto pelo aumento evidente dos compostos derivados da via dos carotenoides, beta-ionona e 6-metil-5-hepten-2-ol. No primeiro dia de tratamento com MeJA em pimenta, verificou-se um aumento evidente nos níveis da maioria dos ésteres, inclusive os hexílicos de cadeia alifática, que são derivados dos voláteis C6 da via dos ácidos graxos. Além disso, também apresentaram aumento evidente, logo no primeiro dia após o tratamento com MeJA, os compostos 2-isobutil-3-metoxipirazina e 3-careno, sendo esses dois últimos os compostos que fornecem a nota aromática mais característica de pimenta. Quando as pimentas amadureceram completamente, constatou-se um aumento estatisticamente significativo, proporcionado por MeJA, nos voláteis C6 (E)-2-hexen-1-ol, 3-hexen-1-ol e hexanal, sendo esse último um dos grandes contribuidores para o aroma desse fruto. / Ripening is a complex process formed by metabolic changes that occur after fruit physiological maturity. Tomato is a climacteric fruit, used as a model to study the role of ethylene during ripening. Pepper is a non-climacteric fruit, belonging to the same family as the tomato, and because of this, may present similarities in the development of several attributes of quality during maturation, such as aroma. Most of volatile compounds in fruits derives from carbohydrates, lipids and amino acids, and lipoxygenases pathway is responsible for C6 volatiles production. Due to its importance in the fruit ripening regulation process, ethylene plays an important role in aroma production; however, other hormones, such as methyl jasmonate (MeJA), also play a significant role during fruit ripening. The present work aims to evaluate the roles of ethylene and MeJA hormones in the formation of aroma compounds in tomato Grape (Solanum lycopersicum) and chili pepper (Capsicum frutescens) during ripening. Fruits were treated with MeJA, Ethylene, 1MCP in MeJA+1MCP, followed by analysis of volatile compounds and levels of gene transcripts for the enzymes lipoxygenase (LOX), alcohol dehydrogenase (ADH) and hydroperoxide lyase (HPL), which participate of production of volatile compounds derived from the fatty acid pathway. The results showed that hormonal treatments caused changes in pepper and tomato aroma composition, but many of these results made evident the climacteric and non-climacteric nature of these fruits. Unlike what happened in pepper, it was possible to visualize an intimate relationship between MeJA and ethylene under the tomato aroma compounds, mainly in the formation of carotenoid-derived volatiles. In tomato, it was possible to observe that the expression of the fatty acid pathway gene transcripts, LOX, ADH and HPL, and carotenoid pathway, CCD1A and CCD1B, were reduced by 1MCP action, even when it was associated with MeJA. MeJA treatment increased C6 volatiles in pepper and tomato. Particularly in tomato, this elevation was associated with an increase in the LOXC and HPL expression, one day after the hormone treatment. When tomato became fully mature, there were not so many differences compared to the other treatments, except for the evident increase of the carotenoid-derived volatile compounds, beta-ionone and 6-methyl-5-hepten-2-ol. On the first day of treatment with MeJA in pepper, there was a clear increase in the levels of most esters, including the aliphatic chain hexils, which are derived from the C6 volatiles of the fatty acid pathway. In addition, 2-isobutyl-3-methoxypyrazine and 3-carene compounds also showed evident increase, the first two days after treatment with MeJA, the latter two being the compounds that provide the most characteristic aromatic note of pepper. When the peppers reach their complete maturation, there was an increase, under MeJA treatment, in the C6 volatiles (E)-2-hexen-1-ol, 3-hexen-1-ol and hexanal, which is one of the most important aroma compounds in peppers.

O amadurecimento é um processo complexo e geneticamente programado através do qual o fruto adquire características próprias (níveis de açúcar e acidez, cor, amaciamento, sabor e aroma, entre outras) que o torna atraente aos consumidores. O tomate (Solanum lycopersicum) tem sido largamente utilizado como modelo para os estudos sobre amadurecimento de frutos devido à sua importância nutricional e econômica e aos avanços no entendimento de sua genética e bioquímica. Neste fruto, um conjunto de 20 a 30 substâncias voláteis, entre álcoois, aldeídos, cetonas e ésteres, contribuem para o aroma, sendo elas derivadas principalmente de aminoácidos, ácidos graxos e carotenóides. O hormônio etileno está intimamente relacionado com as alterações metabólicas que ocorrem no amadurecimento, inclusive na geração desses compostos voláteis, através da ativação de fatores de transcrição que regulam genes codificadores de enzimas envolvidas nesse processo. Embora se saiba bastante a respeito da bioquímica que produz compostos de aroma e o envolvimento do etileno nesse processo, pouco se sabe sobre o mecanismo de sua regulação. Além disso, o etileno não é o único regulador do amadurecimento, pois há vários indícios de que as auxinas também estão envolvidas neste processo. Embora crescente, este campo ainda encontra-se pouco explorado quando comparado aos avanços obtidos sobre o papel do etileno no amadurecimento de frutos. Os dados são ainda mais escassos no que se refere a regulação das vias de biossíntese dos compostos voláteis. Assim, este trabalho visa avaliar como a interação entre o ácido indol-3-acético (AIA), a auxina mais abundante em plantas, e o etileno influencia a produção do aroma em frutos de tomateiro. Para tal, tomates da cultivar Micro-Tom foram tratados com AIA e etileno, isoladamente e em conjunto. Os resultados mostraram que os grupos de frutos caracterizaram-se por possuir diferentes perfis de compostos voláteis. Os tratamentos com AIA e etileno+AIA ocasionaram atraso no acúmulo de compostos voláteis derivados de isoprenóides, assim como na transcrição de genes envolvidos na síntese desses compostos: carotenoid cleavage dioxygenases 1A e 1B (S/CCD1A e S/CCD1B). A mudança da cor verde para a vermelha e o acúmulo de licopeno também foram atrasados em resposta a estes dois tratamentos. Foram também avaliados os níveis de transcritos de genes envolvidos na síntese de voláteis derivados de ácidos graxos, sendo eles lipoxigenases (S/LOX), hidroperóxido liases (S/HPL) e álcool desidrogenases (S/ADH), além dos níveis da produção de etileno, e AIA na forma livre e conjugados. Os resultados mostraram-se robustos em relação aos impactos nos perfis de compostos voláteis, causados pelos mesmos tratamentos hormonais, em frutos de tomateiro da variedade Grape. Os dados sugerem que a auxina possui importante papel na formação de compostos voláteis do aroma em frutos de tomateiro, regulando de forma negativa este metabolismo. Esse efeito modulador ocorre provavelmente por meio de interações com o etileno. / Fruit ripening is a complex and genetically programmed process through the fruit acquires characteristics (sweetness and acidity, color, softening, flavor and aroma, etc.) that make it attractive to consumers. The tomato fruit (Solanum lycopersicum) has been widely used as a model for studies on fruit ripening due to its nutritional and economic importance and advances in the understanding of its genetics and biochemistry. A set of 20 to 30 volatile substances, including alcohols, aldehydes, ketones and esters, which were derived from amino acids, fatty acids and carotenoids, contribute to the flavor. The hormone ethylene is closely related to the metabolic changes that occur in the maturation, including the generation of these volatile compounds, through the activation of transcription factors that regulate genes encoding proteins involved in this process. Although the knowledge about the biochemistry pathways that produces flavor compounds and the involvement of ethylene have advanced, little is known about the regulation of this process. In addition, ethylene is not the unique hormone that plays this role on fruit ripening. There is a growing body of evidence indicating the involvement of auxin in the maturation. The role of other hormonal classes is still little explored when compared to progress made on the role of ethylene in fruit ripening, especially regarding the regulation of the biosynthetic pathways of volatile compounds. This study aim to assess how the interaction between the indole-3-acetic acid (IAA), the most abundant auxin in plants, and ethylene influence the production of tomato fruit aroma. To do this, fruit from tomato cultivar Micro-Tom were treated with IAA and ethylene, separately and in combination. The results showed that the fruit groups characterized by having different profiles of volatile compounds. The treatment with IAA and IAA + ethylene caused delay in accumulation of volatile compounds derived from isoprenoid, as well as in the transcription of genes involved in the synthesis of these compounds: carotenoid cleavage dioxygenases 1A and 1B (S/CCD1A and S/CCD1B). The change from green to red and the accumulation of lycopene were also delayed in response to these two treatments. We also assessed the levels of transcripts of genes involved in the synthesis of volatile compounds derived from fatty acids (lipoxygenases [S/LOX], hydroperoxide lyases [S/HPL] and alcohol dehydrogenases [S/ADH]), besides the levels of ethylene production, and IAA in free and conjugated form. The results were robust with respect to impacts on volatile compounds profiles, caused by the same hormone treatments in tomato variety Grape. The data suggest that auxin plays an important role in the synthesis of volatile compounds in tomato fruit, negatively regulating this metabolism. This modulating effect likely occurs through crosstalks with ethylene.