KI Increases Tomato Fruit Quality and Water Deficit Tolerance by Improving Antioxidant Enzyme Activity and Amino Acid Accumulation: A Priming Effect or Relief during Stress?

Resumo

O déficit hídrico pode afetar negativamente a produção e a qualidade dos frutos, comprometendo processos fisiológicos críticos. Estratégias para mitigar o déficit hídrico são cruciais para a segurança alimentar global. O iodo (I) pode aumentar a eficiência do sistema antioxidante das plantas, mas seu papel contra o déficit hídrico é pouco compreendido. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia do I na atenuação do déficit hídrico e na melhoria da qualidade dos frutos, investigando se as respostas metabólicas decorrem de um “efeito priming” ou do alívio do estresse durante o déficit hídrico. Plantas de tomateiro foram expostas a diferentes concentrações de iodeto de potássio (KI) via solução nutritiva e submetidas a déficit hídrico. O déficit hídrico em tomateiros sem KI reduziu a produção em 98%. Entretanto, a concentração de 100 µM de KI aumentou a produção sob déficit hídrico em 28%. Essa condição está correlacionada com o aumento da atividade antioxidante, a melhoria da eficiência fotossintética e a redução do malondialdeído. Além disso, a concentração de 100 µM de KI promoveu melhor qualidade dos frutos, por meio da capacidade antioxidante e da redução do índice de maturação. Portanto, o KI pode ser uma alternativa para atenuar o déficit hídrico em tomateiros, induzindo respostas positivas durante o período de déficit e, ao mesmo tempo, melhorando a qualidade dos frutos.

Abstract

A water deficit can negatively impact fruit yield and quality, affecting critical physiological processes. Strategies to mitigate water deficits are crucial to global food security. Iodine (I) may increase the efficiency of the antioxidant system of plants, but its role against water deficits is poorly understood. This study aimed to evaluate the effectiveness of I in attenuating water deficits and improving fruit quality, investigating whether metabolic responses are derived from a “priming effect” or stress relief during water deficits. Tomato plants were exposed to different concentrations of potassium iodide (KI) via a nutrient solution and subjected to a water deficit. A water deficit in tomatoes without KI reduced their yield by 98%. However, a concentration of 100 µM of KI increased the yield under a water deficit by 28%. This condition is correlated with increased antioxidant activity, photosynthetic efficiency improvement, and malondialdehyde reduction. In addition, the concentration of 100 µM of KI promoted better fruit quality through antioxidant capacity and a decline in the maturation index. Therefore, KI can be an alternative for attenuating water deficits in tomatoes, inducing positive responses during the water deficit period while at the same time improving fruit quality.