Onderzoek naar de biodiversiteit van olijven is de sleutel tot het aanpakken van klimaatverandering

"De laatste jaren is er een toenemende belangstelling voor het karakteriseren en catalogiseren van de olijfvariëteiten”, zei Claudio Cantini, hoofd van het Institute for BioEconomy van de National Research Council (IBE-CNR) Santa Paolina proefboerderij, in Folonica.

"Dit leidde tot de creatie van grote collecties zoals de onze, waaronder meer dan 1,000 toetredingen, die in de wereld olijfkiemplasmabank stroomt, opgericht door de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) en ondersteund door de Internationale Olijfraad, "Voegde hij eraan toe.

Santa Paolina werd in 1966 opgericht om de biodiversiteit van planten te behouden en herbergt naast olijven belangrijke rassencollecties van peer, perzik, persimmon, appel en kweepeer. Daarnaast omvat het een pre-vermeerderingscentrum van gecertificeerd olijfplantmateriaal en een faciliteit voor het herstel van olijfbomen die zijn aangetast door virusziekten.

"De kiemplasmabanken zijn zeer uitgestrekt, en toch is de rassenrijkdom van de wereld nog lang niet volledig gecatalogiseerd,” zei Cantini.

Hij herinnerde eraan dat de olijfboomsoorten - Olea Europees – heeft meer dan 2,000 bekende variëteiten, waarvan er ongeveer 540 inheems zijn in Italië, het land met de rijkste olijfbiodiversiteit.

"Laten we eens nadenken over de verschillende kleine variëteiten, vooral die onlangs herontdekt, die nog moeten worden bestudeerd en gekarakteriseerd,” zei Cantini. ​"We kunnen zeggen dat de groeiende interesse van operators, die graag willen testen nieuwe variëteiten om hun te verbeteren productie van olijfolie, pleit voor dit onderzoek.”

In dit stadium zijn de kiemplasmabanken, waar onderzoekers de genen opslaan die overeenkomen met de verschillende kenmerken van de olijfvariëteiten, van cruciaal belang: ze kunnen de landbouwsector een grotere keuze aan planten bieden, vooral in het licht van klimaatverandering.

"De olijfkiemplasmabanken, enorme collecties van genetische diversiteit, worden een fundamentele hulpbron, "zei Cantini. ​"Het spreekt vanzelf dat behoud van biodiversiteit is een prioriteit op dit moment, omdat het van fundamenteel belang is voor de kwaliteit van ecosystemen.”

"Dus hoe meer we onze enorme biodiversiteit van olijven karakteriseren, hoe meer we deze adequaat kunnen verbeteren en gebruiken om het hoofd te bieden aan de nieuwe uitdagingen in het verschiet, "Voegde hij eraan toe.

Onderzoek naar de biodiversiteit van olijven kan helpen bij het vinden van nieuwe manieren om de effecten te verzachten en het hoofd te bieden aan extreme weersomstandigheden, plotselinge temperatuurveranderingen en waterstress, die allemaal steeds vaker voorkomen en de voorwaarden scheppen voor de ontwikkeling van ziekten.

Cantini begeleidt momenteel een onderzoeksgroep van promovendi die de resistentie van olijfvariëteiten tegen deze omgevingsstress bestudeert.

"Net als bij de variaties in de menselijke soort, waar er resistentiemechanismen zijn binnen sommige individuen en populaties, kunnen ook binnen de olijfboomsoorten karakters in het genoom van de verschillende variëteiten voorkomen die divers zijn en daarom uiteenlopende reacties kunnen geven wanneer de plant verkeert onder gestresste omstandigheden,” zei Cantini. ​"Ik kan wel zeggen dat wanneer we ons verdiepen in de sfeer van olijfvariëteiten, er een nieuwe wereld opengaat.”

De onderzoeksgroep werkt nu aan drie publicaties over de stress veroorzaakt door ultraviolette straling.

"We bestuderen de resistentie van sommige rassen tegen de stress veroorzaakt door een gebrek aan water", voegt Cantini toe. ​"Er ontstaan ​​al grote verschillen binnen de rassen, want we zien heel verschillende mechanismen.”

De onderzoekers houden ook rekening met morfologische kenmerken, waaronder het watertransportmechanisme, terwijl ze zich richten op de anatomie van sommige variëteiten die volledig verschillende transportvaten hebben in grootte en vorm. Naast het anatomische aspect houden ze ook rekening met de vorming van sommige stoffen.

"Als we kijken naar wat er in deze variëteiten gebeurt als we ze onder stress zetten, zien we de productie van verschillende stoffen die op de een of andere manier de stress tegengaan", aldus Cantini. ​"Voorlopige resultaten onthulden ons de aanwezigheid van een eiwit, dat bij andere soorten bekend is maar op dit moment niet veel bestudeerd is, dat een handig element in de olijfboom lijkt te vertegenwoordigen.”

"We concentreren ons op dit eiwit om te begrijpen of het een sleutelrol kan spelen, "voegde hij eraan toe. ​"We kijken vooral naar de interactie tussen dit eiwit en het genoom; daarom de werking van het gen dat wordt geactiveerd, en mogelijk hoe dit verband kan houden met andere kenmerken van de plant, anatomisch en in andere opzichten.”

De veronderstelling is dat binnen de diversiteit die wordt vertegenwoordigd door de talrijke variëteiten van over de hele wereld in de olijfboomsoorten, in de toekomst resistentiemechanismen kunnen worden benut.

"Ons doel, een van alle onderzoekers, is om deze mechanismen te identificeren, "zei Cantini. ​"Om een ​​voorbeeld te geven met een bekende variëteit, Leccino is resistent tegen Xylella fastidiosa en ook tegen kou, en ook wat bacteriën en schimmels, waardoor we denken dat er een uniek mechanisme moet zijn binnen deze variëteit.”

"We hebben Leccino vervolgens in onze studies geïntroduceerd, samen met andere rassen die in plaats daarvan verschillende gevoeligheid hebben, en we verifiëren wat er binnen deze rassen gebeurt", voegde hij eraan toe.

Het doel is om een ​​database te hebben met een schat aan informatie, waarmee onderzoekers niet alleen bestaande rassen die klaar zijn voor gebruik kunnen karakteriseren, maar ook nieuwe kunnen creëren.

"Op basis van de voorlopige bevindingen zijn we nu al in staat om een ​​ideale olijfboom te veronderstellen", aldus Cantinti.

Zijn groep extrapoleerde voor hun onderzoek vier modelplanten uit de Santa Paolina-database.

"We proberen erachter te komen wat er gebeurt als we deze modelplanten onder druk zetten,” zei hij. ​"Stel dat we bijvoorbeeld een kouderesistente variëteit en een niet-kouderesistente variëteit hebben, die respectievelijk brede en smalle transportvaten hebben, waarvan één resistent is tegen Xylella en één niet-resistent. We zetten ze onder waterstress; we merken op dat het mechanisme van hoe de planten zich verhouden tot omgevingsstress volledig verandert naargelang hun variëteit, en dit wordt gevonden op cellulair en genetisch niveau.”

"Als we dan bijvoorbeeld een eiwit zoals het bovengenoemde identificeren, openen we de database en controleren we de niveaus van dit eiwit binnen elke variëteit, "voegde Cantini eraan toe. ​"Als we erachter komen dat een gen geactiveerd is, gaan we kijken welke variëteit een hoge activatie heeft. Als dit gebeurt, wordt dit als een marker beschouwd.”

"We kunnen eiwit-, genetische of fysiologische markers hebben, die ook in zaailingen te zien zijn,” vervolgde hij. ​"We kunnen dan kruisingen maken, die marker zoeken in alle broers en zussen en alleen degenen selecteren die die marker hebben, waarmee rekening zal worden gehouden in de volgende onderzoeken. Een consistent aantal markeringen stelt ons in staat om ofwel: herontdek oude variëteiten, die door de eeuwen heen door boeren aan de kant zijn geschoven of om nieuwe te ontwikkelen.”

Momenteel voeren de IBE-onderzoekers de genetische vingerafdrukken uit van 1,200 olijfbomen, inclusief variëteiten en aanwinsten, die deel uitmaken van de Santa Paolina-collectie.

"We zijn van mening dat deze studies, vertrekkende van een grondige screening van de collecties en een vooruitziende blik van spelers, in de nabije toekomst kunnen leiden tot interessante ontdekkingen voor de behandeling en preventie van bepaalde plantenpathologieën", besluit Cantini.