Forscher wollen die Entwicklung der Olivenfrucht besser verstehen
Durch die Untersuchung der molekularen und physiologischen Eigenschaften der Steinfrüchte in den verschiedenen Entwicklungsstadien hoffen die Forscher, die Produktion von Olivenöl und Tafeloliven zu optimieren.
Eine kürzlich in Griechenland veröffentlichte Studie ebnet den Weg für ein tieferes Verständnis der Reifung von Olivenfrüchten.
Wissenschaftler der Aristoteles-Universität Thessaloniki untersuchten, wie sich die molekularen und physiologischen Profile von Olivenfrüchten im Laufe des Reifungsprozesses verändern.
Dieses Wissen ebnet den Weg für weitere Forschung, beispielsweise im Rahmen von Züchtungsprogrammen, und liefert neue Erkenntnisse über die endgültigen Qualitätsmerkmale der Früchte.
Die Forscher hoffen, dass ein besseres Verständnis der Reifung den Landwirten helfen wird, die besten Entscheidungen für den Anbau von Tafeloliven- und Olivenölsorten zu treffen. Die Wissenschaftler erklärten, dass eines der Hauptziele des Projekts darin besteht, zur Entwicklung des griechischen ländlichen Raums beizutragen und gleichzeitig die Interessen von Erzeugern und Verbrauchern zu fördern.
Siehe auch: Europäisches Projekt untersucht Oliven-Genetik, um Erzeuger auf die Zukunft vorzubereiten„Gleichzeitig liegt der Schwerpunkt auf dem Pflanzenschutz und der Bekämpfung wichtiger Schädlinge des Olivenbaums“, erklärte Evangelos Karagiannis, der das Forschungsteam leitete, gegenüber Olive Oil Times.
Die Forscher betonten, dass die Entwicklung der Olive ein komplexer biologischer Prozess ist, der sich auf die menschliche Ernährung auswirkt, und ihre Studie zielte darauf ab, die molekularen Grundlagen der Olivenqualität besser zu verstehen.
„Das bedeutet, dass wir durch den Einsatz von Hochdurchsatzanalysen wie Flüssigchromatographie oder Gaschromatographie-Massenspektrometrie und anderen Verfahren neuartige proteomische [die groß angelegte Untersuchung von Proteinen] und metabolomische Daten gewinnen“, sagte Karagiannis.
„Dies liefert neue Erkenntnisse über das molekulare und physiologische Profil der Olive während der Steinobstentwicklung“, fügte er hinzu. „Dieses Wissen ebnet den Weg für weitere Forschung, beispielsweise im Rahmen von Züchtungsprogrammen, und liefert neue Einblicke in die endgültigen Qualitätsmerkmale der Früchte.“
Den Forschern zufolge fehlen noch immer mehrstufige Studien, die die Transkriptomik (die Untersuchung der RNA eines Organismus), Proteomik und Metabolomik der Olive integrieren.
„Ein solcher analytischer Ansatz wird eine enorme Datenmenge liefern, die unser Wissen über den Entwicklungs- und Reifungsprozess der Olive erweitert“, schrieben die Forscher.
Die erste von den griechischen Forschern durchgeführte metabolomische Untersuchung konzentrierte sich auf die Sorte Chondrolia Chalkidikis.
„Diese Sorte zeichnet sich durch ihre großen, grünen Oliven aus, die von Hand geerntet werden“, sagte Karagiannis. „Sie wurde ausgewählt, weil sie in Nordgriechenland weit verbreitet ist. Ihre Steinfrüchte wurden hauptsächlich im grün-reifen Stadium gepflückt, kurz bevor sie violett wurden.“
Diese Früchte wurden anschließend in sechs aufeinanderfolgenden Reifestadien untersucht. Die Menge an Primär- und Sekundärmetaboliten sowie Proteinen wurde bestimmt, und es wurde beobachtet, wie sich diese im Laufe des Reifungsprozesses veränderten.
„Wir haben ein metabolomisches und proteomisches Profil von Chondrolia Chalkidikis im grün-reifen und im violetten bis schwarzen Reifestadium erstellt, also in den Stadien, die sowohl für die Tafeloliven- als auch für die Olivenölproduktion am häufigsten genutzt werden“, sagte Karagiannis. „Dies ermöglichte es uns, die relevanten biochemischen Stoffwechselwege zu verstehen, die mit dem Entwicklungsprozess verbunden sind.“
„Genauer gesagt wird dieser Ansatz neue Erkenntnisse liefern und unser derzeitiges Wissen über die wichtige Rolle von Proteinen und Metaboliten bei der Entwicklung und Reifung von Steinfrüchten aktualisieren und somit eine Grundlage für weitere Untersuchungen zur Biologie der Olivenreifung bilden“, fügte er hinzu.
Der Übergang der Olivenfrucht von der grünen Reife zum Stadium, in dem sie von violett nach schwarz verfärbt, löst zahlreiche phänotypische und physiologische Veränderungen aus – zum Beispiel die Erweichung der Steinfrucht. Er führt auch zu Veränderungen auf molekularer Ebene, wie der Kohlenhydratregulation.
„Den Ergebnissen unserer Studie zufolge stehen im Stadium der violetten bis schwarzen Färbung der Kohlenhydratstoffwechsel, wie Cellobiose und Galactose, sowie die Oleuropein-Akkumulation im Vordergrund“, sagte Karagiannis. „Im Stadium der grünen Reife hingegen wurden mehrere photosynthese-bezogene Proteine signifikant hochreguliert.“
„Dieses Ergebnis weist eindeutig auf den direkten Zusammenhang zwischen den phänotypischen Merkmalen der Oliven – zum Beispiel ihrer grünen Farbe – und Veränderungen auf molekularbiologischer Ebene hin, wie etwa der Zunahme der photosynthetischen Proteine“, fügte er hinzu.
Im aktuellen Forschungsstadium untersuchen die Wissenschaftler, inwieweit die beobachteten metabolomischen Verschiebungen während der Reifung von Faktoren wie der Sorte oder dem Standort des Baumes abhängen.
„Sowohl metabolomische als auch proteomische Veränderungen hängen stark von bestimmten Parametern wie der untersuchten Sorte, dem Standort, dem Gelände, der Wasserversorgung, dem Entwicklungsstadium und so weiter ab“, sagte Karagiannis.
„Beispielsweise ist bekannt, dass Oleuropein die am stärksten akkumulierte Verbindung in Olivenfrüchten ist“, fügte er hinzu. „Bei grün gefärbten Olivensorten kann die Oleuropein-Konzentration zum Erntezeitpunkt jedoch auf einem hohen Niveau bleiben oder bei einigen violett-schwarz gefärbten Sorten bei voller Reife auf null sinken.“
„Darüber hinaus ist es erwähnenswert, dass sich die meisten Studien zur Entwicklung von Oliven hauptsächlich auf den Sekundärstoffwechsel konzentrieren, ohne konkrete Informationen über den Primärstoffwechsel zu liefern, der direkt am normalen Wachstum und der Entwicklung der Frucht beteiligt ist“, fuhr Karagiannis fort.
Insgesamt beobachteten die Forscher mehrere wichtige Veränderungen bei den Proteinen und Metaboliten, die ihrer Ansicht nach die Grundlage für weitere Studien bilden, um die Entwicklung der Olivenfrucht besser zu verstehen.
„Diese Studie deckte die wichtige Rolle von Proteinen und Metaboliten auf, die mit der Entwicklung von Steinfrüchten in Verbindung stehen, und würde eine Grundlage für weitere Untersuchungen zur Biologie der Olive bieten“, schlussfolgerten die Forscher.