Spaanse onderzoekers bestuderen zoutstress bij olijfbomen

Samenvatting

Spaanse onderzoekers hebben een studie gepubliceerd over de effecten van zoutstress op olijfbomen. Ze benadrukken het groeiende probleem van bodemverzilting in het Middellandse Zeegebied en presenteren mogelijke oplossingen. Uit de studie bleek dat olijfbomen een wisselende mate van zouttolerantie vertonen. Het enten van zouttolerante onderstammen op gevoelige cultivars is een aanbevolen methode om de veerkracht in verzilte bodems te verbeteren.

Spaanse onderzoekers hebben een uniek rapport gepubliceerd studies naar de effecten van zoutstress op olijfbomen. 

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Biology, presenteert een uitgebreid overzicht van de gevolgen van, en mogelijke oplossingen voor, verzilting van de bodem, een wereldwijd groeiend probleem dat met name zorgwekkend is in het Middellandse Zeegebied.

Het Middellandse Zeegebied is erg gevoelig voor verzilting, voornamelijk door de geringe regenval, millennia aan landbouwirrigatie en indringing van zeewater.

Landbouwirrigatie draagt ​​in grote mate bij aan de verzilting van de bodem, omdat het irrigatiewater dat de planten niet opnemen, verdampt en er een toenemende zoutophoping ontstaat. 

Een jaarlijkse irrigatie van 1,000 millimeter met water met een zoutgehalte van slechts 300 milligram per liter zal naar schatting 300 kilogram zout per hectare toevoegen. Dit wordt nog eens versterkt door de ionen in meststoffen.

Intrusie van zeewater is een complex fenomeen dat ontstaat door overexploitatie van grondwaterlagen aan de kust voor menselijke waterconsumptie, landbouw en veeteelt, in combinatie met een verminderde aanvulling van deze grondwaterlagen, wat verband houdt met een toegenomen vraag naar water in rivierbekkens.

Dit fenomeen wordt verergerd door klimaatverandering, wat leidt tot een stijgende zeespiegel en verstoorde neerslagpatronen. 

Rivieren waarvan het stroomgebied kleiner wordt, voeren minder water af naar de kustwaterlagen. Deze lagen worden vervolgens geconfronteerd met een grotere instroom van zout water als gevolg van zeespiegelstijging en toegenomen stormvloeden. 

Dit leidt tot verzilting van de grondwaterlagen en vervolgens ook van de bijbehorende ecosystemen en estuaria.

Olijfbomen staan ​​erom bekend dat ze goed tegen zout kunnen. In de olijfteeltgebieden van verschillende mediterrane landen, zoals Spanje, Israël en Tunesië, wordt dan ook veelvuldig gebruikgemaakt van zoutwaterirrigatie. Waterschaarste vormt daar een van de grootste obstakels voor duurzame landbouw.

Olijfbomen vertonen zowel structurele als biochemische strategieën om zoutstress te beheersen. Deze omvatten dikkere wortelcelwanden, een verhoogde productie van osmoprotectanten, zoals proline en mannitol, en verbeterde antioxidantensystemen om reactieve zuurstofsoorten te bestrijden.

De onderzoekers ontdekten echter dat de mate waarin de olijfboom bestand is tegen zoutgehaltes, aanzienlijk verschilt tussen verschillende cultivars.

Rassen als Royal de Cazorla en Kalamata bleken de meest consistente zouttolerantie te vertonen, terwijl Leccino en Shiraz tot de rassen behoorden die als zoutgevoelig werden beschouwd en niet geschikt waren voor verzilte grond, tenzij ze werden geënt op een zouttolerante onderstam.

Door gevoelige cultivars te enten op tolerante onderstammen, vaak afkomstig van wilde olijven, kan de veerkracht worden vergroot. 

Net als bij andere fruitbomen wordt het gedrag van olijfbomen beïnvloed door de gebruikte onderstam. Het enten van wilde boomonderstammen is een traditionele methode om sterkere bomen te produceren met een betere vruchtkwaliteit. 

In tegenstelling tot hun gedomesticeerde verwanten vertonen wilde olijfbomen een grote genetische variatie en vormen ze een waardevolle bron van genen die resistent zijn tegen abiotische stress.

Onderzoekers verwachten dat zouttolerante onderstammen de zoutstress bij olijven op vergelijkbare wijze kunnen verminderen, terwijl zouttolerante onderstammen al een bewezen techniek zijn om de schadelijke effecten van zoutgehalte bij druivenstokken te verminderen.

Daarom raden ze aan om op korte en middellange termijn zouttolerante cultivars of onderstammen te gebruiken in verzilte grond. Daarentegen is het tijdrovende proces van het kweken van zouttolerante cultivars een tijdrovende bezigheid.

Deze techniek kan steeds belangrijker worden naarmate de moderne teelt verschuift naar systemen met een hoge dichtheid en irrigatie. Deze systemen vereisen een hoger waterverbruik en verhogen het risico op verzilting.

Multi-omics-benaderingen, die genomica, transcriptomica, proteomica en metabolomica combineren, worden voorgesteld als de toekomst van onderzoek naar olijfstress. 

Integratie van gegevens uit deze domeinen met kunstmatige intelligentie En machine learning-tools zouden kunnen leiden tot voorspellende modellen voor de prestaties van cultivars onder stress. Deze zouden bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden om veelbelovende cultivars of onderstammen te selecteren.

Dergelijke benaderingen kunnen ook worden gebruikt om chemische primingstrategieën te ontwikkelen. Priming is het mechanisme waarmee planten een milde stimulus kunnen waarnemen die posttranslationele modificaties van eiwitten induceert, zoals fosforylering en carbonylering. 

Deze kunnen stressreacties efficiënter reguleren dan traditionele genexpressie alleen. Het identificeren van geschikte posttranslationele modificaties zou kunnen leiden tot priming die de tolerantie voor zoutstress verbetert.

• Plantenstress
• Consejo Superior de Investigaciones Científicas