Onderzoekers zoeken een beter begrip van de ontwikkeling van olijfbomen

Nieuw gepubliceerd onderzoek in Griekenland maakt de weg vrij voor een dieper begrip van de rijping van olijfvruchten.

Wetenschappers van de Aristoteles Universiteit van Thessaloniki onderzochten hoe de moleculaire en fysiologische profielen van olijfsteenvruchten veranderen tijdens het rijpingsproces.

De onderzoekers hopen dat een beter begrip van rijping boeren zal helpen om de beste beslissingen te nemen voor het planten tafelolijf en olijfolieproducerende variëteiten. De wetenschappers legden uit dat een van de hoofddoelen van het project is om het Griekse platteland te helpen ontwikkelen en tegelijkertijd de belangen van producenten en consumenten te behartigen.

"Tegelijkertijd wordt de nadruk gelegd op gewasbescherming en de bestrijding van belangrijke vijanden van de olijfboom,” vertelde Evangelos Karagiannis, die het onderzoeksteam leidde, Olive Oil Times.

De onderzoekers benadrukten dat de ontwikkeling van olijven een complex biologisch proces is dat de menselijke voeding beïnvloedt, en hun onderzoek was erop gericht om de moleculaire basis van de kwaliteit van olijven beter te begrijpen.

"Dit betekent dat we door het gebruik van high-throughput-analyses, zoals vloeistofchromatografie of gaschromatografie-massaspectrometrietechnieken en andere, nieuwe proteomische [de grootschalige studie van eiwitten] en metabolomische gegevens verkrijgen, "zei Karagiannis.

"Dit levert nieuwe kennis op over het moleculaire en fysiologische profiel van de olijf tijdens de ontwikkeling van steenvruchten,” voegde hij eraan toe. ​"Deze kennis maakt de weg vrij voor verder onderzoek, bijvoorbeeld met veredelingsprogramma's, en geeft nieuwe inzichten in de uiteindelijke kwaliteitskenmerken van de vruchten.”

Volgens de onderzoekers ontbreken nog steeds multi-level studies waarin olijftranscriptomics (de studie van het RNA van een organisme), proteomics en metabolomics zijn geïntegreerd.

"Een dergelijke analytische benadering zal een enorme hoeveelheid gegevens opleveren die onze kennis over het ontwikkeling- en rijpingsproces van olijven zal uitbreiden”, schreven de onderzoekers.

Het eerste metabolomische onderzoek van de Griekse onderzoekers richtte zich op de Chondrolia Chalkidikis cultivar.

"Deze cultivar wordt gekenmerkt door zijn grote en groene olijven die met de hand worden geoogst”, aldus Karagiannis. ​"Het werd gekozen omdat het wijdverbreid is in Noord-Griekenland. De steenvruchten werden voornamelijk geplukt tijdens de groen-rijpe fase, vlak voordat ze paars werden.”

Die vruchten werden vervolgens in zes opeenvolgende rijpingsstadia onderzocht. De hoeveelheid primaire en secundaire metabolieten en eiwitten werden geïdentificeerd, en ook werd waargenomen hoe ze tijdens het rijpingsproces veranderden.

"We hebben een metabolomisch en proteomisch profiel verkregen van Chondrolia Chalkidikis in de groen-rijpe en paars-zwarte stadia, de stadia die het meest worden gebruikt voor zowel tafelolijven als productie van olijfolie', zei Karagiannis. ​"Dit stelde ons in staat om de relevante biochemische routes te begrijpen die verband houden met het ontwikkelingsproces.”

"Meer specifiek zal deze benadering nieuwe inzichten opleveren en onze huidige kennis over de belangrijke rol van eiwitten en metabolieten bij de ontwikkeling en rijping van steenvruchten actualiseren, en zou zo een basis vormen voor verder onderzoek naar de biologie van het rijpen van olijven, "voegde hij eraan toe.

De rijpingsovergang van olijffruit van de groen-gerijpte naar de paars-zwarte fase veroorzaakt tal van fenotypische en fysiologische veranderingen, bijvoorbeeld de verzachting van de steenvrucht. Het leidt ook tot veranderingen op moleculair niveau, zoals koolhydraatregulatie.

"Volgens de resultaten van onze studie, in het paars-zwarte stadium, zijn de belangrijkste hoogtepunten de koolhydraatmetabolisme, zoals cellobiose en galactose, en de accumulatie van oleuropeïne, "zei Karagiannis. ​"Aan de andere kant, in het groen-rijpe stadium, waren verschillende fotosynthetisch gerelateerde eiwitten significant opgereguleerd."

"Dit resultaat geeft duidelijk het directe verband aan tussen de fenotypische kenmerken van de olijven - bijvoorbeeld hun groene kleur - met veranderingen in het moleculair-biologische niveau, zoals de toename van de fotosynthetische eiwitten, "voegde hij eraan toe.

In de huidige onderzoeksfase onderzoeken wetenschappers in hoeverre de waargenomen metabolomische verschuivingen tijdens het rijpen afhankelijk zijn van factoren zoals de cultivar of de locatie van de boom.

"Zowel metabolomische als proteomische verschuivingen zijn sterk afhankelijk van verschillende parameters, zoals de geëvalueerde cultivar, groeilocatie, terrein, watervoorziening, ontwikkelingsstadium enzovoort, "zei Karagiannis.

"Het is bijvoorbeeld bekend dat oleuropein is de meest geaccumuleerde verbinding in olijfvruchten, "voegde hij eraan toe. ​"In groengekleurde olijfcultivars tijdens de oogstperiode kan de oleuropeïneconcentratie echter op een hoog niveau blijven of tot nul dalen bij volledige rijping in sommige paarszwarte cultivars."

"Bovendien is het vermeldenswaard dat de meeste onderzoeken naar de ontwikkeling van olijven zich voornamelijk richten op het secundaire metabolisme, zonder bepaalde informatie te verstrekken over het primaire metabolisme, dat direct betrokken is bij de normale groei en ontwikkeling van fruit”, vervolgt Karagiannis.

Over het algemeen observeerden de onderzoekers verschillende belangrijke veranderingen van de eiwitten en de metabolieten waarvan zij denken dat ze de basis leggen voor verdere studies om de ontwikkeling van olijffruit beter te begrijpen.

"Deze studie onthulde de belangrijke rol van eiwitten en metabolieten die geassocieerd zijn met de ontwikkeling van steenvruchten en zou een basis vormen voor verder onderzoek naar olijfbiologie,” concludeerden de onderzoekers.

• Food Chemistry
• Het olijfboomgenoom