Ερευνητές προσπαθούν να ανατρέψουν τη γενετική διάβρωση και να δημιουργήσουν ανθεκτικές ποικιλίες ελιάς
Η κατανόηση της γενετικής ποικιλομορφίας των ποικιλιών ελιάς θα βοηθήσει τους αγρότες να επιλέξουν τις καλύτερες ποικιλίες για το κλίμα και το φυτοϋγειονομικό περιβάλλον της περιοχής τους.
Στο επίκεντρο της παγκόσμιας συζήτησης σχετικά με τη σχέση μεταξύ βιώσιμης ανάπτυξης και κλιματικής αλλαγής, η βιοποικιλότητα προκαλεί όλο και μεγαλύτερο ενδιαφέρον.
Όσον αφορά τη βιοποικιλότητα της ελιάς, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξημένο ενδιαφέρον από τους φορείς του αγροδιατροφικού τομέα και τους ερευνητές, οι οποίοι έχουν δεσμευτεί να αντιμετωπίσουν τη γενετική διάβρωση, καθώς και να μελετήσουν και να αναπτύξουν πιο ανθεκτικές ποικιλίες.
Η ευρεία βιοποικιλότητα είναι χρήσιμη για τους ερευνητές που επιθυμούν να υλοποιήσουν νέα προγράμματα αναπαραγωγής.
«Η ελιά (Olea europaea subsp. europaea) είναι ένα πολύ αρχαίο είδος δέντρου με μεγάλο πλούτο γενετικής ποικιλομορφίας», δήλωσε η Samanta Zelasco, ερευνήτρια στο Κέντρο Ελαιοκαλλιεργειών, Οπωροφόρων και Εσπεριδοειδών του Συμβουλίου Αγροτικής Έρευνας και Ανάλυσης Αγροτικής Οικονομίας (CREA-OFA) της Ρέντε, στην Καλαβρία.
«Πρώτον, πρέπει να διευκρινίσουμε ότι η “γενετική ποικιλομορφία” είναι ο επιστημονικός ορισμός που στη δημόσια συζήτηση αντικαθίσταται γενικά από τη “βιοποικιλότητα”», πρόσθεσε.
Δείτε επίσης: Ο γονότυπος παίζει σημαντικό ρόλο στην περιεκτικότητα σε λιπαρά οξέα του παρθένου ελαιολάδουΣύμφωνα με τον τελευταίο επίσημο υπολογισμό που πραγματοποίησε το CREA το 2012 σχετικά με τη Δεύτερη Έκθεση του Οργανισμού Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών για την Κατάσταση των Φυτικών Γενετικών Πόρων για τα Τρόφιμα και τη Γεωργία, το γενετικό υλικό της ελιάς που υπάρχει στις κύριες συλλογές ex situ στον κόσμο ανέρχεται σε τουλάχιστον 2.629 διαφορετικές ποικιλίες.
Η Ιταλία διαθέτει την πλουσιότερη γενετική ποικιλομορφία, με 734 ονομασίες καταχωρημένες στο εθνικό μητρώο ποικιλιών οπωροφόρων φυτών, το οποίο ενημερώθηκε το 2020 από το ιταλικό Υπουργείο Γεωργίας.
«Η Ιταλία διαθέτει πολύ μεγάλο αριθμό ποικιλιών, και η σύνθεση του ελαιοειδούς γενετικού υλικού της είναι η μεγαλύτερη και πιο ποικιλόμορφη στον κόσμο», δήλωσε ο Zelasco. «Βρισκόμενη στο κέντρο της Μεσογείου, κατά τη διάρκεια των χιλιετιών, η χώρα έχει βιώσει διάφορα ιστορικά γεγονότα και μετακινήσεις πληθυσμών που ευνοήσαν την εισαγωγή και την ανταλλαγή φυτικού υλικού, συμβάλλοντας στον εμπλουτισμό της ποικιλιακής της κληρονομιάς».
Σήμερα, συχνές αναφορές για υποτιθέμενους νέους γονότυπους υποδηλώνουν μεγάλη ποικιλομορφία γενετικού υλικού. Ωστόσο, οι ερευνητές προειδοποιούν ότι ο ακριβής αριθμός των ποικιλιών δεν μπορεί να προσδιοριστεί με βεβαιότητα λόγω πολλαπλών περιπτώσεων συνωνυμίας και ομωνυμίας.
«Πρόσφατα πραγματοποιήσαμε μια εις βάθος μοριακή έρευνα των ιταλικών ποικιλιών χρησιμοποιώντας έναν πολύ μεγάλο αριθμό δεικτών που καλύπτουν σχεδόν ολόκληρο το γονιδίωμα», είπε ο Zelasco. «Δεν έχουμε ολοκληρώσει ακόμη τη μελέτη, αλλά μπορούμε ήδη να πούμε ότι πιθανώς ένα μεγάλο μέρος του γενετικού υλικού, ίσως το μισό, αντιπροσωπεύεται από περιπτώσεις συνωνυμίας».
«Το ίδιο πιθανώς συμβαίνει και σε άλλες χώρες», πρόσθεσε. «Ωστόσο, η Ιταλία διαθέτει έναν τεράστιο αριθμό ποικιλιών, οι οποίες είναι αποτέλεσμα τοπικών επιλογών. Στις περισσότερες ιταλικές περιφέρειες, μπορούμε να βρούμε περίπου 30 έως 40 ποικιλίες, οπότε υπάρχει ένα ευρύ γενετικό υλικό και σε τοπικό επίπεδο».
Αρκετές επιστημονικές ενδείξεις υποδεικνύουν ότι η περιοχή εξημέρωσης της ελιάς είναι η Λεβαντίνη (δηλαδή η περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου που περιλαμβάνει τη σημερινή Κύπρο, το Ισραήλ, την Ιορδανία, τον Λίβανο, τη Συρία, την Παλαιστίνη και το μεγαλύτερο μέρος της Τουρκίας), από όπου εξαπλώθηκε σε όλη τη λεκάνη της Μεσογείου.
Ο φυτικός πολλαπλασιασμός διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο, για τον λόγο αυτό μπορούν να βρεθούν πολλές περιπτώσεις συνωνυμίας στο γενετικό υλικό της ελιάς – ο Zelasco παραθέτει το παράδειγμα της τοσκανικής ποικιλίας Santa Caterina, η οποία παρουσιάζει το ίδιο μοριακό προφίλ με την ισπανική ποικιλία Gordal Sevillana. Εν τω μεταξύ, η ελιά έχει διαφοροποιηθεί τοπικά, δημιουργώντας πολλές ποικιλίες.
«Όταν εμφανίζονται περιπτώσεις συνωνυμίας, δηλαδή διαφορετικές ονομασίες της ίδιας ποικιλίας, ενδέχεται να προκύψουν εμπορικά προβλήματα», δήλωσε ο Zelasco. «Οι νομικές διαφορές που αφορούν την προέλευση επιτραπέζιων ελιών και εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου από γεωγραφικές περιοχές διαφορετικές από αυτές που προβλέπονται από τους κανονισμούς παραγωγής των Προστατευόμενων Γεωγραφικών Ενδείξεων (ΠΓΕ) και των Προστατευόμενων Ονομασιών Προέλευσης (ΠΟΠ) γίνονται όλο και πιο συχνές».
«Η επανααλληλούχιση των γονιδιωμάτων των ποικιλιών που περιλαμβάνονται στους προδιαγραφικούς κανόνες θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιλογή-ειδικούς δείκτες ικανούς να ταυτοποιούν αδιαμφισβήτητα τις μεμονωμένες ποικιλίες και να παρέχουν ένα πιο αποτελεσματικό σύστημα γενετικής πιστοποίησης», πρόσθεσε.
Στο τρέχον πλαίσιο, όπου η έρευνα στοχεύει στην εξεύρεση λύσεων στον τομέα της βιωσιμότητας, ένας πλούσιος και ποικίλος γενετικός πληθυσμός μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμος και για την άντληση γονιδίων για προγράμματα γενετικής βελτίωσης.
«Η ευρεία βιοποικιλότητα είναι χρήσιμη για τους ερευνητές που επιθυμούν να υλοποιήσουν νέα προγράμματα αναπαραγωγής», δήλωσε η Zelasco. «Το πρώτο βήμα είναι να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά μιας ποικιλίας σε αγρονομικό επίπεδο, για να εντοπίσουμε τα γονίδια στο DNA της που βελτιώνουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, ή μάλλον τις μεταλλάξεις εντός των γονιδίων που είναι υπεύθυνες για τη βελτίωση των αγρονομικών χαρακτηριστικών.»
Για να παρατηρηθεί η γενετική έκφραση διαφορετικών ποικιλιών, η συμπεριφορά τους πρέπει να μελετηθεί σε ένα ενιαίο περιβάλλον, εξ ου και η σημασία των συλλογών.
«Χρειάζονται χρόνια για να φαινοτυπήσουμε και να χαρακτηρίσουμε μια ποικιλία, καθώς πρέπει να λάβουμε υπόψη τις «καλές» και τις «κακές» χρονιές στον εναλλασσόμενο κύκλο καρποφορίας της ελιάς, και χρειαζόμαστε αξιόπιστα δεδομένα που να επαναλαμβάνονται τουλάχιστον για τρία ή τέσσερα χρόνια», είπε ο Ζελάσκο.
«Δεδομένου ότι τα περισσότερα αγρονομικά χαρακτηριστικά εξαρτώνται από το περιβάλλον, η σύγκριση των ποικιλιών πρέπει επίσης να επεκταθεί σε άλλα περιβάλλοντα που μπορούν να αναπαρασταθούν με ακρίβεια από τις συλλογές που περιέχουν κοινές ποικιλίες»,» πρόσθεσε. «Μόλις ολοκληρωθεί η σύγκριση μεταξύ των ποικιλιών, μπορούμε να εντοπίσουμε ποια γονίδια εμπλέκονται και ποιες μεταλλάξεις είναι υπεύθυνες για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών.»
Επί του παρόντος, τέτοιες μεταλλάξεις χρησιμοποιούνται στην καινοτόμο γονιδιωματική τεχνική που ονομάζεται επεξεργασία γονιδιώματος, η οποία αποτελεί μέρος των τεχνικών υποβοηθούμενης εξέλιξης, την τελευταία καινοτομία στον τομέα. Η επεξεργασία γονιδιώματος συνίσταται σε μια στοχευμένη τροποποίηση του γονιδιώματος σε μια συγκεκριμένη θέση, διαφορετικά από την παραδοσιακή μεταγένεση που δρα τυχαία.
«Οι βελτιωτικές μεταλλάξεις εντοπίζονται μέσω μιας στατιστικής προσέγγισης και δεν μεταφέρουμε το DNA, αλλά προσδιορίζουμε τις αλληλουχίες και δίνουμε οδηγίες σε ένα ενζυμικό σύμπλεγμα που είναι ικανό να αναπαράγει τη μετάλλαξη», δήλωσε η Zelasco.
«Αυτό είναι ένα σαφές παράδειγμα ενίσχυσης της γενετικής ποικιλομορφίας της ελιάς», πρόσθεσε. «Συγκεκριμένα, εντοπίζουμε τα βελτιωτικά χαρακτηριστικά και τα αναπαράγουμε στην ποικιλία που πρόκειται να βελτιωθεί, χωρίς να αλλοιώνουμε το γενετικό της υπόβαθρο».
Για να πάρουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα, η Carolea, η πιο διαδεδομένη ποικιλία στην Καλαβρία, είναι μία από τις ποικιλίες που μελετήθηκαν από τους ερευνητές του CREA για την ευαισθησία της στο Spilocaea oleaginea, το οποίο προκαλεί τη νόσο της κηλίδας του παγωνιού, ένα δυνητικά σημαντικό φυτοϋγειονομικό πρόβλημα.
«Πρόσφατα, έχουμε φαινοτυπήσει την ευαισθησία στο Spilocaea oleaginea τουλάχιστον 150 ποικιλιών της συλλογής μας, και ως εκ τούτου θα είμαστε σύντομα σε θέση να προσδιορίσουμε τις βελτιωτικές μεταλλάξεις συσχετίζοντας τον γονότυπο με τον φαινότυπο», δήλωσε η Zelasco.
«Τα γονίδια που ευθύνονται για την αντίδραση του φυτού στον παθογόνο έχουν επίσης ταυτοποιηθεί πρόσφατα από την ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Παλέρμο», πρόσθεσε. «Στη συνέχεια, τα επόμενα χρόνια, πιθανότατα θα είμαστε σε θέση να αναπαράγουμε τη βελτιωτική μετάλλαξη σε αυτή την ποικιλία μέσω της τεχνικής επεξεργασίας γονιδιώματος και, ως εκ τούτου, να έχουμε μια βελτιωμένη Carolea που αντέχει στην κηλίδα του παγωνιού».
Λαμβάνοντας υπόψη τη μείωση των φυτοϋγειονομικών επεξεργασιών με φυτά λιγότερο ευαίσθητα σε ορισμένες ασθένειες, η έρευνα σχετικά με καινοτόμες τεχνικές γονιδιωματικής ανοίγει το δρόμο για την επιλογή περισσότερων φυτών κατάλληλων για νέα κλιματικά σενάρια.
Τέλος, η μελέτη του γενετικού υλικού καθιστά δυνατή την ανακάλυψη ποικιλιών που είχαν παραμεληθεί και οι οποίες διαθέτουν χαρακτηριστικά που μπορούν να αποδειχθούν χρήσιμα στο τρέχον πλαίσιο.
«Μπορώ να αναφέρω το παράδειγμα μιας παραμελημένης ποικιλίας από την Απουλία που ονομάζεται Toscanina, η οποία έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε ελαϊκό οξύ και φαινολικές ενώσεις και μπαίνει νωρίς στην παραγωγή, ενώ είναι αρκετά παραγωγική με μέτρια εναλλαγή», είπε η Zelasco.
«Τώρα τη δοκιμάζουμε για αντοχή στο υδατικό στρες και στο βιοτικό στρες», πρόσθεσε. «Αυτού του είδους οι πληροφορίες εξακολουθούν να λείπουν, καθώς αυτές οι πτυχές έχουν γίνει πρόσφατα προτεραιότητα για τον επιστημονικό κόσμο».
Κατά τη στιγμή της σύνταξης του παρόντος, πέντε νέες προσθήκες είναι έτοιμες να ενταχθούν στη συλλογή του CREA στο Mirto Crosia, που βρίσκεται στην Ιωνική ακτή της Καλαβρίας, στην επαρχία της Κοζέντζα – έχοντας υποβληθεί σε γενετικό χαρακτηρισμό, οι προσθήκες αυτές έχουν μοναδικά μοριακά προφίλ.
«Πρόκειται για προσθήκες που δεν έχουν ακόμη δημοσιευτεί, επομένως είναι πιθανές νέες ποικιλίες, οι οποίες δεν έχουν ακόμη καθορισμένο όνομα», είπε η Zelasco.
Διευκρίνισε ότι είχαν βρεθεί στην Καλαβρία και σε άλλες ιταλικές περιοχές, και μερικά από αυτά προέρχονται από παραφυάδες αιωνόβιων, μνημειακών φυτών, συμπεριλαμβανομένου ενός από το υποκείμενο του Olivone του Fibbianello στο Semproniano της Τοσκάνης.
«Τα μνημειώδη ελαιόδεντρα αποτελούν ένα ενδιαφέρον αντικείμενο μελέτης για την κατανόηση της φυλογένεσης του είδους», δήλωσε η Zelasco. «Μια πολύ διεξοδική γονιδιωματική ανάλυση μας επιτρέπει να κατανοήσουμε πώς έχει εξελιχθεί το είδος από τη φάση της εξημέρωσης μέχρι σήμερα.»
«Μια τρέχουσα τάση είναι πράγματι η δημιουργία συλλογών άγριων φυτών, και μια νέα συλλογή αυτού του είδους δημιουργήθηκε πρόσφατα στην Κροατία», πρόσθεσε. «Πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι το υλικό της άγριας ελιάς αποτελεί δεξαμενή νέων γονιδίων που είναι πολύ χρήσιμα για ένα πρόγραμμα αναπαραγωγής, ειδικά για τον εντοπισμό πιο ανθεκτικών αγρονομικών χαρακτηριστικών.»