Дослідники працюють над тим, щоб скасувати генетичну ерозію, вивести стійкі сорти оливок

У центрі глобальної дискусії навколо зв’язку між сталим розвитком і зміною клімату, біорізноманіття викликає більше інтересу. 

Що стосується біорізноманіття оливок, останніми роками спостерігається зростання уваги операторів агропродовольчої галузі та дослідників, які віддані справі протидії генетичній ерозії, а також вивчення та виведення більш стійких сортів.

"Оливкове дерево (Olea Europaea підвид. europaea) — це дуже давній вид дерев із величезним багатством генетичного різноманіття», — сказала Саманта Зеласко, науковий співробітник Центру оливкових, фруктових і цитрусових культур Ради сільськогосподарських досліджень і аналізу економіки сільського господарства (CREA-OFA) Ренде. , в Калабрії.

"По-перше, ми повинні прояснити це ​"генетичне різноманіття» - це наукове визначення, яким зазвичай підмінюють у публічних дебатах ​"біорізноманіття», – додала вона. 

Відповідно до останнього офіційного розрахунку, проведеного CREA у 2012 році у Другому звіті Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН про стан генетичних ресурсів рослин для продовольства та сільського господарства, зародкова плазма оливи, присутня в основних ex situ колекції в світі нараховували не менше 2,629 різних сортів. 

Італія має найбагатше генетичне різноманіття з 734 найменуваннями, занесеними до національного реєстру сортів плодових рослин, оновленого в 2020 році Міністерством сільського господарства Італії.

"Італія може похвалитися великою кількістю сортів, а склад її зародкової плазми олив є найбільшим і найрізноманітнішим у світі», — сказав Зеласко. ​"Перебуваючи в центрі Середземномор’я, протягом тисячоліть країна пережила кілька історичних подій і рухів людей, які сприяли імпорту та обміну рослинним матеріалом, сприяючи збагаченню її сортової спадщини».

Сьогодні часті повідомлення про нібито нові генотипи вказують на велике розмаїття зародкової плазми. Проте дослідники попереджають, що точну кількість різновидів неможливо точно визначити через численні випадки синонімії та омонімії.

"Нещодавно ми провели поглиблене молекулярне дослідження італійських сортів, використовуючи дуже велику кількість маркерів, які покривають майже весь геном», — сказав Зеласко. ​"Ми ще не завершили дослідження, але вже можемо сказати, що, ймовірно, значна частина генетичного матеріалу, можливо половина, представлена ​​випадками синонімії». 

"Те ж саме, ймовірно, відбувається і в інших країнах», – додала вона. ​"Тим не менш, в Італії величезна кількість сортів, які є результатом місцевої селекції. У більшості італійських регіонів ми можемо знайти приблизно 30-40 сортів, а також широку зародкову плазму також на місцевому рівні».

Кілька наукових доказів свідчать про те, що Ареал одомашнення оливкового дерева — це Левант (тобто регіон Східного Середземномор’я, який включає сучасні Кіпр, Ізраїль, Йорданію, Ліван, Сирію, Палестину та більшу частину Туреччини), звідки він поширився навколо Середземноморського басейну. 

Вегетативне розмноження відіграло вирішальну роль, з цієї причини багато синонімічних випадків можна знайти в зародковій плазмі оливи – Zelasco наводить приклад тосканського сорту Santa Caterina, який демонструє той самий молекулярний профіль іспанського сорту Gordal Sevillana. Тим часом оливкове дерево диференціювалося локально, створивши багато сортів.

"Коли виникають випадки синонімії, а саме різні назви одного сорту, можуть виникнути комерційні проблеми», — сказав Зеласко. ​"Судові спори, пов’язані з джерелами столових оливок і оливок оливкові олії першого віджиму з інших географічних місць, ніж ті, що передбачені правилами виробництва захищених географічних зазначень (PGI) і захищених найменувань походження (PDO) все частіше». 

"Повторне секвенування геномів сортів, включених до специфікацій, може допомогти вибрати специфічні для сорту маркери, здатні однозначно ідентифікувати окремі сорти та забезпечити більш ефективну систему генетичної сертифікації», – додала вона.

У нинішньому контексті, коли дослідження спрямовані на пошук рішень у сфері сталого розвитку, багатий і різноманітний генофонд може стати корисним також для залучення генів для програм генетичного вдосконалення.

"Широке біорізноманіття є корисним для дослідників, які хочуть виконувати нові програми розведення», — сказав Зеласко. ​"Перший крок полягає в тому, щоб зрозуміти поведінку сорту на агрономічному рівні, виявити гени в його ДНК, які покращують певні ознаки, або, точніше, мутації в генах, відповідальних за покращення агрономічних ознак».

Щоб спостерігати за генетичною експресією різноманітних сортів, їхню поведінку необхідно вивчати в одному середовищі, звідси важливість колекцій.

"На фенотип і характеристику сорту потрібні роки, оскільки ми повинні враховувати ​"по-років' і ​"«між роками» в альтернативному циклі плодоношення оливкового дерева, і нам потрібні надійні дані, які повторюються принаймні протягом трьох-чотирьох років», – сказав Зеласко. 

"Оскільки більшість агрономічних ознак зумовлені навколишнім середовищем, порівняння сортів також має бути поширене на інші середовища, які можуть бути точно представлені колекціями, що містять поширені сорти», – додала вона. ​"Після завершення порівняння між сортами ми можемо простежити, які гени задіяні та мутації, які відповідають за покращення ознак».

Зараз такі мутації використовуються в інноваційній геномній техніці під назвою редагування геному, яка є частиною методів допоміжної еволюції, останньої новинки в галузі. Редагування геному полягає в своєчасній модифікації геному в певному місці, що відрізняється від традиційного мутагенезу, який діє випадковим чином.

"Покращувальні мутації ідентифікуються за допомогою статистичного підходу, і ми не передаємо ДНК, але ідентифікуємо послідовності та даємо інструкції ферментативному комплексу, який здатний відтворити мутацію», — сказав Зеласко. 

"Це яскравий приклад збільшення генетичного різноманіття оливкового дерева», – додала вона. ​"А саме, ми визначаємо ознаки, що покращуються, і відтворюємо їх у сорті, який потрібно покращити, не змінюючи його генетичного фону».

Взявши один конкретний приклад, Carolea, найпоширеніший сорт у Калабрії, є одним із сортів, які вивчали дослідники CREA на предмет його сприйнятливості до Spilocaea oleaginea, який викликає хворобу павиної плямистості, потенційно значну фітосанітарну проблему.

"Нещодавно ми фенотипували сприйнятливість до Spilocaea oleaginea щонайменше 150 сортів у нашій колекції, і тому незабаром ми зможемо ідентифікувати покращуючі мутації шляхом співвіднесення генотипу з фенотипом», – сказав Зеласко. 

"Дослідницька група Університету Палермо нещодавно також виявила гени, відповідальні за реакцію рослини на патоген», — додала вона. ​"Потім, у найближчі кілька років, ми, ймовірно, зможемо відтворити поліпшену мутацію в цьому сорті за допомогою техніки редагування геному, а отже, мати покращену Каролею, яка переносить павичову плямистість».

Враховуючи зменшення кількості фітосанітарних обробок рослин, менш сприйнятливих до певних хвороб, дослідження інноваційних геномних методів відкривають шлях для відбору більшої кількості рослин підходить для нових кліматичних сценаріїв.

Нарешті, вивчення зародкової плазми дає можливість заново відкривати різновиди які були відкладені та мають характеристики, які можуть виявитися корисними в поточному контексті. 

"Я можу навести приклад забутого апулійського сорту під назвою Тосканіна, який має дуже високий вміст олеїнової кислоти та фенольні сполуки і входить у виробництво рано, але є досить продуктивним із помірним чергуванням», – сказав Зеласко. 

"Зараз ми його тестуємо стійкість до водного стресу і біотичний стрес», – додала вона. ​"Такого роду інформація все ще відсутня, оскільки останнім часом ці аспекти стали пріоритетними для наукового світу».

На момент написання статті п’ять нових зразків готові до включення в колекцію CREA в Мірто-Крозія, розташованому на Іонічному узбережжі Калабрії, в провінції Козенца – після генетичної характеристики зразки мають унікальні молекулярні профілі.

"Це все ще неопубліковані зразки, отже потенційно нові сорти, які ще не мають визначеної назви», — сказав Зеласко. 

Вона уточнила, що вони були знайдені в Калабрії та інших регіонах Італії, і деякі з них походять від кореневих нащадків багатовікових монументальних рослин, у тому числі один з підщепи Олівоне з Фіббіанелло в Семпроніано, Тоскана.

"Монументальні оливкові дерева є цікавим об’єктом дослідження для розуміння філогенезу виду», – сказав Зеласко. ​"Дуже ретельний геномний аналіз дозволяє нам зрозуміти, як вид еволюціонував від фази одомашнення до сьогоднішнього дня».

"Сучасною тенденцією дійсно є створення колекцій дикорослих рослин, і нещодавно у Хорватії була створена нова така колекція», – додала вона. ​"Ми повинні враховувати, що матеріал диких оливок є резервуаром нових генів, дуже корисних для селекційної програми, особливо для визначення більш стійких агрономічних ознак».