Οι ερευνητές εργάζονται για να αντιστρέψουν τη γενετική διάβρωση, να αναπαράγουν ανθεκτικές ποικιλίες ελιάς

Στο επίκεντρο της παγκόσμιας συζήτησης γύρω από τη σχέση μεταξύ βιώσιμης ανάπτυξης και κλιματικής αλλαγής, η βιοποικιλότητα προκαλεί περισσότερο ενδιαφέρον. 

Όσον αφορά τη βιοποικιλότητα της ελιάς, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αύξηση της προσοχής μεταξύ των φορέων του αγροδιατροφικού τομέα και των ερευνητών, οι οποίοι έχουν δεσμευτεί να καταπολεμήσουν τη γενετική διάβρωση, καθώς και να μελετήσουν και να εκτρέφουν πιο ανθεκτικές ποικιλίες.

"Η ελιά (Olea europaea υποτμήμα. Ευρώπη) είναι ένα πολύ αρχαίο είδος δέντρου με μεγάλο πλούτο γενετικής ποικιλότητας», δήλωσε η Samanta Zelasco, ερευνήτρια στο Κέντρο Ελιάς, Φρούτων και Εσπεριδοειδών του Συμβουλίου για την Έρευνα Αγροτικής Έρευνας και Ανάλυσης Αγροτικής Οικονομίας (CREA-OFA) του Rende. , στην Καλαβρία.

"Αρχικά, πρέπει να το διευκρινίσουμε ​»γενετική ποικιλότητα» είναι ο επιστημονικός ορισμός που στη δημόσια συζήτηση αντικαθίσταται γενικά από ​»βιοποικιλότητα», πρόσθεσε. 

Σύμφωνα με τον τελευταίο επίσημο υπολογισμό που πραγματοποιήθηκε από την CREA το 2012 σχετικά με τη Δεύτερη Έκθεση του Οργανισμού Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών σχετικά με την κατάσταση των φυτικών γενετικών πόρων για τα τρόφιμα και τη γεωργία, το βλαστικό πλάσμα της ελιάς υπάρχει στα κύρια ex situ συλλογές στον κόσμο ανήλθαν σε τουλάχιστον 2,629 διαφορετικές ποικιλίες. 

Η Ιταλία έχει την πλουσιότερη γενετική ποικιλότητα, με 734 ονομασίες που περιλαμβάνονται στο εθνικό μητρώο ποικιλιών οπωροφόρων φυτών, που ενημερώθηκε το 2020 από το Ιταλικό Υπουργείο Γεωργίας.

"Η Ιταλία μπορεί να υπερηφανεύεται για έναν πολύ μεγάλο αριθμό ποικιλιών και η σύνθεση του βλαστικού πλάσματος της ελιάς είναι η μεγαλύτερη και η πιο ποικίλη στον κόσμο», είπε ο Zelasco. ​"Όντας στο κέντρο της Μεσογείου, επί χιλιετίες, η χώρα έχει υποστεί πολλά ιστορικά γεγονότα και μετακινήσεις ανθρώπων που ευνόησαν την εισαγωγή και ανταλλαγή φυτικού υλικού, συμβάλλοντας στον εμπλουτισμό της ποικιλιακής της κληρονομιάς».

Σήμερα, συχνές αναφορές για υποτιθέμενους νέους γονότυπους υποδεικνύουν μεγάλη ποικιλομορφία του γεννητικού πλάσματος. Ωστόσο, οι ερευνητές προειδοποιούν ότι ο ακριβής αριθμός των ποικιλιών δεν μπορεί να καθοριστεί με βεβαιότητα λόγω πολλαπλών περιπτώσεων συνωνυμίας και ομωνυμίας.

"Πραγματοποιήσαμε πρόσφατα μια σε βάθος μοριακή έρευνα των ιταλικών ποικιλιών χρησιμοποιώντας έναν πολύ μεγάλο αριθμό δεικτών που καλύπτουν σχεδόν ολόκληρο το γονιδίωμα», είπε ο Zelasco. ​"Δεν έχουμε ολοκληρώσει ακόμη τη μελέτη, αλλά μπορούμε ήδη να πούμε ότι πιθανώς ένα μεγάλο μέρος του γενετικού υλικού, ίσως το μισό, αντιπροσωπεύεται από περιπτώσεις συνωνυμίας». 

"Το ίδιο πιθανότατα συμβαίνει και σε άλλες χώρες», πρόσθεσε. ​"Ακόμα, η Ιταλία έχει έναν τεράστιο αριθμό ποικιλιών, που είναι αποτέλεσμα τοπικών επιλογών. Στις περισσότερες ιταλικές περιοχές, μπορούμε να βρούμε περίπου 30 έως 40 ποικιλίες, και στη συνέχεια ένα ευρύ βλαστόπλασμα επίσης σε τοπικό επίπεδο.»

Αρκετές σειρές επιστημονικών στοιχείων δείχνουν ότι το περιοχή εξημέρωσης της ελιάς είναι το Λεβάντε (δηλαδή η περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου που περιλαμβάνει τη σημερινή Κύπρο, το Ισραήλ, την Ιορδανία, τον Λίβανο, τη Συρία, την Παλαιστίνη και το μεγαλύτερο μέρος της Τουρκίας), από την οποία εξαπλώθηκε γύρω από τη λεκάνη της Μεσογείου. 

Ο βλαστικός πολλαπλασιασμός έπαιξε καθοριστικό ρόλο, για τον λόγο αυτό πολλές περιπτώσεις συνωνυμίας μπορούν να βρεθούν στο σπερματικό πλάσμα της ελιάς – το Zelasco παρέχει το παράδειγμα της ποικιλίας Santa Caterina της Τοσκάνης που δείχνει το ίδιο μοριακό προφίλ της ισπανικής ποικιλίας Gordal Sevillana. Εν τω μεταξύ, η ελιά έχει διαφοροποιηθεί τοπικά, δημιουργώντας πολλές ποικιλίες.

"Όταν εμφανίζονται περιπτώσεις συνωνυμίας, δηλαδή διαφορετικές ονομασίες της ίδιας ποικιλίας, μπορεί να υπάρχουν εμπορικά προβλήματα», είπε ο Zelasco. ​"Νομικές διαφορές σχετικά με την προμήθεια επιτραπέζιων ελιών και εξαιρετικά παρθένο ελαιόλαδο από διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες από αυτές που προβλέπονται από τους κανονισμούς παραγωγής για τις Προστατευόμενες Γεωγραφικές Ενδείξεις (ΠΓΕ) και την Προστατευόμενη Ονομασία Προέλευσης (ΠΟΠ) είναι ολοένα και πιο συχνοί». 

"Η επανάληψη της αλληλουχίας των γονιδιωμάτων των ποικιλιών που περιλαμβάνονται στις προδιαγραφές θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιλογή ειδικών για την ποικιλία δεικτών ικανών να προσδιορίσουν αδιαμφισβήτητα τις μεμονωμένες ποικιλίες και να παρέχουν ένα πιο αποτελεσματικό σύστημα γενετικής πιστοποίησης», πρόσθεσε.

Στο τρέχον πλαίσιο, όπου η έρευνα στοχεύει στον εντοπισμό λύσεων στον τομέα της βιωσιμότητας, μια πλούσια και ποικίλη γονιδιακή δεξαμενή μπορεί να καταστεί χρήσιμη και για την κατάρτιση γονιδίων για προγράμματα γενετικής βελτίωσης.

"Μια ευρεία βιοποικιλότητα είναι χρήσιμη για ερευνητές που θέλουν να πραγματοποιήσουν νέα προγράμματα αναπαραγωγής», είπε ο Zelasco. ​"Το πρώτο βήμα είναι να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά μιας ποικιλίας σε αγρονομικό επίπεδο, να ανιχνεύσουμε τα γονίδια στο DNA της που βελτιώνουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ή μάλλον τις μεταλλάξεις στα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τη βελτίωση των αγρονομικών χαρακτηριστικών».

Για να παρατηρηθεί η γενετική έκφραση διαφορετικών ποικιλιών, η συμπεριφορά τους πρέπει να μελετηθεί σε ένα ενιαίο περιβάλλον, εξ ου και η σημασία των συλλογών.

"Χρειάζονται χρόνια για να φαινοτυπήσουμε και να χαρακτηρίσουμε μια ποικιλία αφού πρέπει να λάβουμε υπόψη ​»επί ετών» και ​»εκτός ετών στον εναλλασσόμενο κύκλο ρουλεμάν της ελιάς και χρειαζόμαστε ισχυρά δεδομένα που επαναλαμβάνονται τουλάχιστον σε διάστημα τριών ή τεσσάρων ετών», είπε ο Zelasco. 

"Δεδομένου ότι τα περισσότερα αγρονομικά χαρακτηριστικά εξαρτώνται από το περιβάλλον, η σύγκριση των ποικιλιών πρέπει να επεκταθεί και σε άλλα περιβάλλοντα που μπορούν να αναπαρασταθούν με ακρίβεια από τις συλλογές που περιέχουν κοινές ποικιλίες», πρόσθεσε. ​"Μόλις ολοκληρωθεί η σύγκριση μεταξύ των ποικιλιών, μπορούμε να εντοπίσουμε ποια γονίδια εμπλέκονται και τις μεταλλάξεις που είναι υπεύθυνες για τα βελτιωτικά χαρακτηριστικά.»

Επί του παρόντος, τέτοιες μεταλλάξεις χρησιμοποιούνται στην καινοτόμο γονιδιωματική τεχνική που ονομάζεται επεξεργασία γονιδιώματος, η οποία αποτελεί μέρος των τεχνικών υποβοηθούμενης εξέλιξης, της τελευταίας καινοτομίας στον τομέα. Η επεξεργασία του γονιδιώματος συνίσταται σε μια ακριβή τροποποίηση του γονιδιώματος σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία, που διαφέρει από την παραδοσιακή μεταλλαξιογένεση που δρα τυχαία.

"Οι βελτιωτικές μεταλλάξεις εντοπίζονται μέσω μιας στατιστικής προσέγγισης και δεν μεταφέρουμε το DNA, αλλά προσδιορίζουμε τις αλληλουχίες και δίνουμε οδηγίες σε ένα ενζυματικό σύμπλεγμα που είναι σε θέση να αναπαράγει τη μετάλλαξη», είπε ο Zelasco. 

"Αυτό είναι ένα σαφές παράδειγμα ενίσχυσης της γενετικής ποικιλότητας της ελιάς», πρόσθεσε. ​"Δηλαδή, εντοπίζουμε τα βελτιωτικά χαρακτηριστικά και τα αναπαράγουμε στην ποικιλία που πρόκειται να βελτιωθεί χωρίς να αλλοιωθεί το γενετικό της υπόβαθρο».

Για να πάρουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα, η Carolea, η πιο διαδεδομένη ποικιλία στην Καλαβρία, είναι μία από τις ποικιλίες που μελετήθηκαν από τους ερευνητές της CREA για την ευαισθησία της σε Spilocaea oleaginea, που προκαλεί τη νόσο του παγωνιού, ένα δυνητικά σημαντικό φυτοϋγειονομικό πρόβλημα.

"Πρόσφατα, προσδιορίσαμε φαινοτυπικά την ευαισθησία σε Spilocaea oleaginea τουλάχιστον 150 ποικιλιών στη συλλογή μας, και ως εκ τούτου σύντομα θα είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε τις βελτιωμένες μεταλλάξεις συνδέοντας τον γονότυπο με τον φαινότυπο», δήλωσε ο Zelasco. 

"Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την απόκριση του φυτού στο παθογόνο έχουν επίσης πρόσφατα εντοπιστεί από την ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Παλέρμο», πρόσθεσε. ​"Στη συνέχεια, τα επόμενα χρόνια, πιθανότατα θα είμαστε σε θέση να αναπαράγουμε τη βελτιωμένη μετάλλαξη σε αυτήν την ποικιλία μέσω της τεχνικής επεξεργασίας γονιδιώματος και επομένως να έχουμε μια βελτιωμένη Carolea που ανέχεται τη κηλίδα παγωνιού».

Λαμβάνοντας υπόψη τη μείωση των φυτοϋγειονομικών θεραπειών με φυτά λιγότερο ευαίσθητα σε ορισμένες ασθένειες, η έρευνα για καινοτόμες γονιδιωματικές τεχνικές ανοίγει το δρόμο για την επιλογή περισσότερων φυτών κατάλληλο για νέα κλιματικά σενάρια.

Τέλος, η μελέτη του γεννητικού πλάσματος καθιστά δυνατή την ανακαλύψτε ξανά ποικιλίες που είχαν παραμεριστεί και έχουν χαρακτηριστικά που μπορούν να αποδειχθούν χρήσιμα στο σημερινό πλαίσιο. 

"Μπορώ να φέρω το παράδειγμα μιας παραμελημένης ποικιλίας της Απουλίας που ονομάζεται Toscanina, η οποία έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε ελαϊκό οξύ και φαινολικές ενώσεις και μπαίνει νωρίς στην παραγωγή ενώ είναι αρκετά παραγωγικός με μέτρια εναλλαγή», είπε ο Zelasco. 

"Τώρα το δοκιμάζουμε ανοχή στο στρες του νερού και βιοτικό στρες», πρόσθεσε. ​"Αυτού του είδους οι πληροφορίες εξακολουθούν να λείπουν, καθώς αυτές οι πτυχές έχουν γίνει πρόσφατα προτεραιότητα για τον επιστημονικό κόσμο».

Τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, πέντε νέες προσθήκες είναι έτοιμες να συμπεριληφθούν στη συλλογή της CREA στο Mirto Crosia, που βρίσκεται στην ιωνική ακτή της Καλαβρίας, στην επαρχία Cosenza – αφού έχουν γενετικά χαρακτηριστεί, οι προσαρτήσεις έχουν μοναδικά μοριακά προφίλ.

"Αυτές είναι ακόμη αδημοσίευτες προσχωρήσεις, επομένως πιθανές νέες ποικιλίες, οι οποίες δεν έχουν ακόμη καθορισμένο όνομα», είπε ο Zelasco. 

Διευκρίνισε ότι είχαν βρεθεί στην Καλαβρία και σε άλλες ιταλικές περιοχές, και μερικά από αυτά προέρχονται από ρίζες αιώνων, μνημειακών φυτών, συμπεριλαμβανομένου ενός από το υποκείμενο του Olivone of Fibbianello στο Semproniano της Τοσκάνης.

"Μνημειακά ελαιόδεντρα είναι ένα ενδιαφέρον αντικείμενο μελέτης για την κατανόηση της φυλογένεσης του είδους», είπε ο Zelasco. ​"Μια πολύ ενδελεχής γονιδιωματική ανάλυση μας επιτρέπει να κατανοήσουμε πώς το είδος έχει εξελιχθεί από τη φάση της εξημέρωσης μέχρι σήμερα.»

"Μια τρέχουσα τάση είναι πράγματι η δημιουργία συλλογών από άγρια ​​φυτά και μια νέα συλλογή αυτού του είδους δημιουργήθηκε πρόσφατα στην Κροατία», πρόσθεσε. ​"Πρέπει να σκεφτούμε ότι το υλικό της αγριελιάς είναι μια δεξαμενή νέων γονιδίων πολύ χρήσιμων για ένα πρόγραμμα αναπαραγωγής, ειδικά για τον εντοπισμό πιο ανθεκτικών αγρονομικών χαρακτηριστικών».