Forscher arbeiten daran, die genetische Erosion umzukehren und widerstandsfähige Olivensorten zu züchten

Das Verständnis der genetischen Vielfalt von Olivensorten wird den Landwirten helfen, die besten Sorten für ihr Klima und ihre pflanzengesundheitliche Umgebung auszuwählen.

Ein Grundstück der Olivenkeimplasma-Sammlung von CREA-OFA in Mirto-Crosia
Von Ylenia Granitto
10. August 2023 16:11 UTC
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Ein Grundstück der Olivenkeimplasma-Sammlung von CREA-OFA in Mirto-Crosia

Im Zentrum der globalen Diskussion über den Zusammenhang zwischen nachhaltiger Entwicklung und Klimawandel steht Biodiversität weckt immer mehr Interesse

Im Hinblick auf die biologische Vielfalt der Oliven hat in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit von Akteuren im Agrar- und Lebensmittelsektor und von Forschern zugenommen, die sich dafür einsetzen, der genetischen Erosion entgegenzuwirken und widerstandsfähigere Sorten zu untersuchen und zu züchten.

Eine große Artenvielfalt ist für Forscher nützlich, die neue Züchtungsprogramme durchführen möchten.- Samanta Zelasco, Olivengenetikforscherin, CREA

"Der Olivenbaum (Olea europaea subsp. Europaea) ist eine sehr alte Baumart mit einem großen Reichtum an genetischer Vielfalt“, sagte Samanta Zelasco, Forscherin am Zentrum für Oliven-, Obst- und Zitruspflanzen des Council for Agricultural Research and Agricultural Economics Analysis Research (CREA-OFA) von Rende , in Kalabrien.

"Das müssen wir zunächst klären '„Genetische Vielfalt“ ist die wissenschaftliche Definition, die in der öffentlichen Debatte im Allgemeinen ersetzt wird 'Artenvielfalt‘“, fügte sie hinzu. 

Siehe auch:Der Genotyp spielt eine wichtige Rolle für den Fettsäuregehalt von nativem Olivenöl

Laut der letzten offiziellen Berechnung, die CREA im Jahr 2012 im Rahmen des zweiten Berichts der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen über den Zustand der pflanzengenetischen Ressourcen für Ernährung und Landwirtschaft durchgeführt hat, ist das in den Olivenbäumen vorhandene Keimplasma von Olivenbäumen in den meisten Olivenbäumen enthalten ex situ Die weltweiten Sammlungen umfassten mindestens 2,629 verschiedene Sorten. 

Italien verfügt über die reichste genetische Vielfalt: 734 Sortenbezeichnungen sind im nationalen Register der Obstpflanzensorten aufgeführt, das 2020 vom italienischen Landwirtschaftsministerium aktualisiert wurde.

"Italien verfügt über eine sehr große Anzahl an Sorten und die Zusammensetzung seines Olivenkeimplasmas ist die größte und vielfältigste der Welt“, sagte Zelasco. "Da das Land im Zentrum des Mittelmeers liegt, hat es im Laufe der Jahrtausende mehrere historische Ereignisse und Völkerbewegungen erlebt, die den Import und Austausch von Pflanzenmaterial begünstigt und so zur Bereicherung seines Sortenerbes beigetragen haben.“

Heutzutage weisen häufige Berichte über angeblich neue Genotypen auf eine große Keimplasmavielfalt hin. Dennoch warnen Forscher, dass die genaue Anzahl der Sorten aufgrund zahlreicher Fälle von Synonymie und Homonymie nicht mit Sicherheit bestimmt werden kann.

"„Wir haben kürzlich eine eingehende molekulare Untersuchung der italienischen Sorten durchgeführt und dabei eine sehr große Anzahl von Markern verwendet, die fast das gesamte Genom abdecken“, sagte Zelasco. "Wir haben die Studie noch nicht abgeschlossen, aber wir können schon jetzt sagen, dass vermutlich ein Großteil des genetischen Materials, vielleicht die Hälfte, durch Synonymiefälle repräsentiert wird.“ 

"Das Gleiche passiert wahrscheinlich auch in anderen Ländern“, fügte sie hinzu. "Dennoch gibt es in Italien eine große Vielfalt an Sorten, die das Ergebnis lokaler Selektionen sind. In den meisten italienischen Regionen finden wir etwa 30 bis 40 Sorten, dann auch auf lokaler Ebene ein breites Keimplasma.“

Mehrere wissenschaftliche Beweise deuten darauf hin, dass die Domestikationsgebiet des Olivenbaums ist die Levante (d. h. der östliche Mittelmeerraum, der das heutige Zypern, Israel, Jordanien, den Libanon, Syrien, Palästina und den größten Teil der Türkei umfasst), von wo aus es im Mittelmeerraum verbreitet wurde. 

Die vegetative Vermehrung spielte eine entscheidende Rolle, weshalb viele Synonymiefälle im Olivenkeimplasma zu finden sind – Zelasco nennt als Beispiel die toskanische Sorte Santa Caterina, die das gleiche molekulare Profil wie die spanische Sorte Gordal Sevillana aufweist. Mittlerweile hat sich der Olivenbaum lokal differenziert und viele Sorten hervorgebracht.

"Wenn Fälle von Synonymie, nämlich unterschiedliche Bezeichnungen derselben Sorte, ins Spiel kommen, kann es zu kommerziellen Problemen kommen“, sagte Zelasco. "Rechtsstreitigkeiten im Zusammenhang mit der Beschaffung von Tafeloliven und Natives Olivenöl extra Es kommt immer häufiger vor, dass die Produkte aus anderen geografischen Standorten stammen als diejenigen, die in den Produktionsvorschriften für geschützte geografische Angaben (g.g.A.) und geschützte Ursprungsbezeichnungen (g.U.) vorgesehen sind.“ 

"Die Neusequenzierung der Genome der in den Spezifikationen enthaltenen Sorten könnte dabei helfen, sortenspezifische Marker auszuwählen, die die einzelnen Sorten eindeutig identifizieren und ein effektiveres genetisches Zertifizierungssystem bieten könnten“, fügte sie hinzu.

Im aktuellen Kontext, in dem die Forschung darauf abzielt, Lösungen im Bereich der Nachhaltigkeit zu finden, kann ein reichhaltiger und vielfältiger Genpool auch nützlich sein, um Gene für genetische Verbesserungsprogramme zu gewinnen.

"Eine große Artenvielfalt ist für Forscher nützlich, die neue Züchtungsprogramme durchführen wollen“, sagte Zelasco. "Der erste Schritt besteht darin, das Verhalten einer Sorte auf agronomischer Ebene zu verstehen, um die Gene in ihrer DNA zu erkennen, die bestimmte Merkmale verbessern, oder vielmehr die Mutationen innerhalb der Gene, die für die Verbesserung der agronomischen Merkmale verantwortlich sind.“

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Um die genetische Expression verschiedener Sorten zu beobachten, muss ihr Verhalten in einer einzigen Umgebung untersucht werden. Daher sind Sammlungen wichtig.

"Es dauert Jahre, eine Sorte zu phänotypisieren und zu charakterisieren, da wir darüber nachdenken müssen 'auf-Jahre' und '„Off-Years“ im alternativen Lagerzyklus des Olivenbaums, und wir benötigen belastbare Daten, die mindestens über drei oder vier Jahre wiederholt werden“, sagte Zelasco. 

"Da die meisten agronomischen Merkmale durch die Umgebung bedingt sind, muss der Sortenvergleich auch auf andere Umgebungen ausgeweitet werden, die durch die Sammlungen mit gängigen Sorten genau dargestellt werden können“, fügte sie hinzu. "Sobald der Sortenvergleich abgeschlossen ist, können wir nachvollziehen, welche Gene beteiligt sind und welche Mutationen für die verbesserten Merkmale verantwortlich sind.“

Derzeit werden solche Mutationen in der innovativen Genomtechnik namens Genomeditierung verwendet, die Teil der assistierten Evolutionstechniken ist, die neueste Neuheit in diesem Sektor. Bei der Genombearbeitung handelt es sich um eine punktuelle Veränderung des Genoms an einer bestimmten Stelle, im Gegensatz zur herkömmlichen Mutagenese, die zufällig erfolgt.

"Die sich verbessernden Mutationen werden durch einen statistischen Ansatz identifiziert, und wir übertragen nicht die DNA, sondern wir identifizieren die Sequenzen und geben Anweisungen an einen Enzymkomplex, der in der Lage ist, die Mutation zu reproduzieren“, sagte Zelasco. 

"Dies ist ein klares Beispiel für die Verbesserung der genetischen Vielfalt des Olivenbaums“, fügte sie hinzu. "Wir identifizieren nämlich die verbessernden Merkmale und reproduzieren sie in der zu verbessernden Sorte, ohne deren genetischen Hintergrund zu verändern.“

Um ein konkretes Beispiel zu nennen: Carolea, die am weitesten verbreitete Sorte in Kalabrien, ist eine der Sorten, die von CREA-Forschern auf ihre Anfälligkeit untersucht wurden Spilocaea oleaginea, Dies verursacht die Pfauenfleckenkrankheit, ein potenziell erhebliches pflanzengesundheitliches Problem.

"Kürzlich haben wir die Anfälligkeit für phänotypisiert Spilocaea oleaginea von mindestens 150 Sorten in unserer Sammlung, und daher werden wir bald in der Lage sein, die sich verbessernden Mutationen zu identifizieren, indem wir den Genotyp mit dem Phänotyp in Beziehung setzen“, sagte Zelasco. 

"Die Gene, die für die Reaktion der Pflanze auf den Krankheitserreger verantwortlich sind, wurden kürzlich auch von der Forschungsgruppe der Universität Palermo identifiziert“, fügte sie hinzu. "Dann werden wir in den nächsten Jahren wahrscheinlich in der Lage sein, die sich verbessernde Mutation in dieser Sorte durch die Genom-Editierungstechnik zu reproduzieren und so eine verbesserte Carolea zu haben, die Pfauenflecken toleriert.“

Angesichts der Verringerung pflanzengesundheitlicher Behandlungen bei Pflanzen, die für bestimmte Krankheiten weniger anfällig sind, ebnet die Forschung zu innovativen Genomtechniken den Weg für die Selektion von mehr Pflanzen geeignet für neue Klimaszenarien.

Schließlich ermöglicht die Untersuchung des Keimplasmas dies Sorten neu entdecken die beiseite gelegt wurden und die Merkmale aufweisen, die sich im aktuellen Kontext als nützlich erweisen können. 

"Ich kann das Beispiel einer vernachlässigten apulischen Sorte namens Toscanina nennen, die einen sehr hohen Gehalt an Ölsäure aufweist phenolische Verbindungen und geht früh in Produktion, ist aber bei mäßiger Abwechslung recht produktiv“, sagte Zelasco. 

"Wir testen es jetzt Toleranz gegenüber Wasserstress und biotischer Stress“, fügte sie hinzu. "Solche Informationen fehlen immer noch, da diese Aspekte in letzter Zeit zu einer Priorität für die wissenschaftliche Welt geworden sind.“

Zum Zeitpunkt des Schreibens stehen fünf neue Akzessionen zur Aufnahme in die CREA-Sammlung in Mirto Crosia an der ionischen Küste Kalabriens in der Provinz Cosenza bereit. Die Akzessionen wurden genetisch charakterisiert und weisen einzigartige molekulare Profile auf.

"Dabei handelt es sich um noch unveröffentlichte Akzessionen, also potenzielle neue Sorten, die noch keinen definierten Namen haben“, sagte Zelasco. 

Sie gab an, dass sie in Kalabrien und anderen italienischen Regionen gefunden wurden und einige von ihnen aus Wurzelausläufern jahrhundertealter, monumentaler Pflanzen stammen, darunter einer aus dem Wurzelstock des Olivone von Fibbianello in Semproniano, Toskana.

"Monumentale Olivenbäume sind ein interessantes Forschungsobjekt, um die Phylogenese der Art zu verstehen“, sagte Zelasco. "Eine sehr gründliche Genomanalyse ermöglicht es uns zu verstehen, wie sich die Art von der Domestizierungsphase bis heute entwickelt hat.“

"Ein aktueller Trend besteht in der Tat darin, Sammlungen von Wildpflanzen anzulegen, und eine neue Sammlung dieser Art wurde kürzlich in Kroatien erstellt“, fügte sie hinzu. "Wir müssen bedenken, dass wildes Olivenmaterial ein Reservoir neuer Gene ist, die für ein Zuchtprogramm sehr nützlich sind, insbesondere zur Identifizierung widerstandsfähigerer agronomischer Merkmale.“


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