Istraživači rade na preokretu genetske erozije, uzgoju otpornih sorti maslina

U središtu globalne rasprave o vezi između održivog razvoja i klimatskih promjena, bioraznolikost izaziva sve više interesa. 

Što se tiče bioraznolikosti maslina, posljednjih godina bilježi se porast pažnje među operaterima u poljoprivredno-prehrambenom sektoru i istraživačima, koji su predani suzbijanju genetske erozije, kao i proučavanju i uzgoju otpornijih sorti.

"stablo masline (Olea europaea subsp. europaea) vrlo je drevna vrsta drveća s velikim bogatstvom genetske raznolikosti,” rekla je Samanta Zelasco, istraživačica u Centru za usjeve maslina, voća i agruma Vijeća za poljoprivredna istraživanja i istraživanje ekonomije poljoprivrede (CREA-OFA) iz Rendea. , u Kalabriji.

"Prvo, moramo to razjasniti â € <'genetska raznolikost' znanstvena je definicija kojom se u javnoj raspravi uglavnom zamjenjuje â € <'bioraznolikost', dodala je. 

Prema posljednjem službenom izračunu koji je provela CREA 2012. na Drugom izvješću Organizacije Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu o stanju biljnih genetskih resursa za hranu i poljoprivredu, germplazma masline prisutna u glavnim ex situ Zbirke u svijetu iznosile su najmanje 2,629 različitih sorti. 

Italija ima najbogatiju genetsku raznolikost, sa 734 naziva navedenih u nacionalnom registru sorti voćaka, koji je 2020. godine ažuriralo talijansko ministarstvo poljoprivrede.

"Italija se može pohvaliti vrlo velikim brojem sorti, a sastav njezine germplazme maslina najveći je i najrazličitiji na svijetu,” rekao je Zelasco. â € <"Budući da se nalazi u središtu Mediterana, tijekom tisućljeća zemlja je prošla kroz nekoliko povijesnih događaja i pokreta ljudi koji su pogodovali uvozu i razmjeni biljnog materijala, pridonoseći obogaćivanju njezine sortne baštine.”

Danas česta izvješća o navodno novim genotipovima ukazuju na veliku raznolikost germplazme. Ipak, znanstvenici upozoravaju da se točan broj sorti ne može sa sigurnošću odrediti zbog višestrukih slučajeva sinonimije i homonimije.

"Nedavno smo proveli dubinsko molekularno istraživanje talijanskih sorti koristeći vrlo velik broj markera koji pokrivaju gotovo cijeli genom,” rekao je Zelasco. â € <"Studiju još nismo dovršili, ali već sada možemo reći da je vjerojatno dobar dio genetskog materijala, možda polovica, zastupljena slučajevima sinonimije.” 

"Isto se vjerojatno događa i u drugim zemljama”, dodala je. â € <"Ipak, Italija ima ogroman broj sorti, koje su rezultat lokalne selekcije. U većini talijanskih regija možemo pronaći oko 30 do 40 sorti, zatim široku germplazmu i na lokalnoj razini.”

Nekoliko linija znanstvenih dokaza pokazuje da područje pripitomljavanja masline je Levant (tj. područje istočnog Sredozemlja koje uključuje današnji Cipar, Izrael, Jordan, Libanon, Siriju, Palestinu i veći dio Turske), odakle se proširio po mediteranskom bazenu. 

Vegetativno razmnožavanje odigralo je presudnu ulogu, zbog čega se u germplazmi masline može pronaći mnogo slučajeva sinonimije – Zelasco daje primjer toskanske sorte Santa Caterina koja pokazuje isti molekularni profil španjolskog kultivara Gordal Sevillana. U međuvremenu se stablo masline diferenciralo lokalno, generirajući mnoge sorte.

"Kada slučajevi sinonimije, odnosno različita imena iste sorte, dođu u igru, može doći do komercijalnih problema,” rekao je Zelasco. â € <"Pravni sporovi u svezi s uzgojem stolnih maslina i ekstra djevičanska maslinova ulja s različitih zemljopisnih mjesta od onih predviđenih propisima o proizvodnji zaštićenih oznaka zemljopisnog podrijetla (PGI) i zaštićenih oznaka izvornosti (PDO) sve su češća.” 

"Ponovno sekvencioniranje genoma sorti uključenih u specifikacije moglo bi pomoći u odabiru markera specifičnih za kultivar koji mogu nedvosmisleno identificirati pojedinačne sorte i pružiti učinkovitiji sustav genetske certifikacije”, dodala je.

U sadašnjem kontekstu, gdje istraživanje ima za cilj identificirati rješenja u području održivosti, bogat i raznolik genski fond može također postati koristan za izvlačenje gena za programe genetskog poboljšanja.

"Široka biološka raznolikost korisna je za istraživače koji žele provoditi nove programe uzgoja,” rekao je Zelasco. â € <"Prvi korak je razumjeti ponašanje sorte na agronomskoj razini, otkriti gene u njezinoj DNK koji poboljšavaju određena svojstva, odnosno mutacije unutar gena odgovornih za poboljšanje agronomskih svojstava.”

Da bi se promatrao genetski izraz različitih sorti, njihovo se ponašanje mora proučavati u jednom okruženju, otuda važnost zbirki.

"Za fenotip i karakterizaciju sorte potrebne su godine jer to moramo uzeti u obzir â € <'na-godinama' i â € <'izvan godina' u ciklusu izmjenične rodnosti stabla masline i potrebni su nam robusni podaci koji se ponavljaju tijekom najmanje tri ili četiri godine,” rekao je Zelasco. 

"Budući da je većina agronomskih svojstava uvjetovana okolišem, sortna se usporedba mora proširiti i na druge okoliše koji se mogu precizno prikazati kolekcijama uobičajenih sorti”, dodala je. â € <"Nakon što je usporedba među sortama zaključena, možemo pratiti koji su geni uključeni i mutacije koje su odgovorne za poboljšanje svojstava.”

Trenutno se takve mutacije koriste u inovativnoj genomskoj tehnici pod nazivom editiranje genoma, koja je dio tehnika potpomognute evolucije, najnovije novosti u sektoru. Uređivanje genoma sastoji se od točne izmjene genoma na određenom mjestu, za razliku od tradicionalne mutageneze koja djeluje nasumično.

"Mutacije koje se poboljšavaju identificiraju se kroz statistički pristup, a mi ne prenosimo DNK, već identificiramo sekvence i dajemo upute enzimskom kompleksu koji je u stanju reproducirati mutaciju,” rekao je Zelasco. 

"Ovo je jasan primjer povećanja genetske raznolikosti stabla masline”, dodala je. â € <"Naime, identificiramo svojstva koja se poboljšavaju i reproduciramo ih u sorti koju treba poboljšati bez mijenjanja njezine genetske pozadine.”

Uzmimo jedan konkretan primjer, Carolea, najrasprostranjenija sorta u Kalabriji, jedan je od kultivara koje su proučavali istraživači CREA-e zbog njezine osjetljivosti na Spilocaea oleaginea, koji uzrokuje bolest paunove pjegavosti, potencijalno značajan fitosanitarni problem.

"Nedavno smo fenotipizirali osjetljivost na Spilocaea oleaginea od najmanje 150 sorti u našoj kolekciji, i stoga ćemo uskoro moći identificirati poboljšane mutacije povezivanjem genotipa s fenotipom,” rekao je Zelasco. 

"Gene odgovorne za odgovor biljke na patogen također je nedavno identificirala istraživačka skupina Sveučilišta u Palermu,” dodala je. â € <"Zatim, u sljedećih nekoliko godina, vjerojatno ćemo moći reproducirati poboljšanu mutaciju u ovoj sorti kroz tehniku ​​uređivanja genoma i stoga imati poboljšanu Caroleu koja tolerira paunovu pjegavost.”

Uzimajući u obzir smanjenje fitosanitarnih tretmana s biljkama manje osjetljivim na određene bolesti, istraživanje inovativnih genomskih tehnika utire put selekciji više biljaka pogodan za nove klimatske scenarije.

Konačno, proučavanje germplazme omogućuje da se ponovno otkriti sorte koji su bili izdvojeni i koji imaju karakteristike koje se mogu pokazati korisnima u sadašnjem kontekstu. 

"Mogu navesti primjer zanemarene apulijske sorte Toscanina, koja ima vrlo visok sadržaj oleinske kiseline i fenolni spojevi i rano ulazi u proizvodnju dok je prilično produktivan s umjerenom izmjenom,” rekao je Zelasco. 

"Sada ga testiramo za otpornost na nedostatak vode i biotički stres”, dodala je. â € <"Ova vrsta informacija još uvijek nedostaje budući da su ovi aspekti nedavno postali prioritet znanstvenog svijeta.”

U vrijeme pisanja ovog teksta, pet novih primjeraka je spremno za uključivanje u CREA-inu kolekciju u Mirto Crosia, smještenom na jonskoj obali Kalabrije, u pokrajini Cosenza – budući da su genetski karakterizirani, pristupi imaju jedinstvene molekularne profile.

"Riječ je o još neobjavljenim pristupnicama, dakle o potencijalnim novim sortama, koje još nemaju definiran naziv”, rekao je Zelasco. 

Precizirala je da su pronađeni u Kalabriji i drugim talijanskim regijama, a neki od njih potječu iz korijenskih izdanaka stoljetnih, monumentalnih biljaka, među kojima je i onaj iz podloge Olivone iz Fibbianella u Sempronianu u Toskani.

"Monumentalne masline su zanimljiv predmet proučavanja za razumijevanje filogeneze vrste,” rekao je Zelasco. â € <"Vrlo temeljita genomska analiza omogućuje nam da shvatimo kako je vrsta evoluirala od faze pripitomljavanja do danas.”

"Aktualni trend je doista stvaranje zbirki samoniklog bilja, a nedavno je u Hrvatskoj stvorena nova zbirka takve vrste”, dodala je. â € <"Moramo uzeti u obzir da je materijal divlje masline rezervoar novih gena vrlo korisnih za program uzgoja, posebno za identificiranje otpornijih agronomskih svojstava.”