Η έρευνα για τη βιοποικιλότητα της ελιάς είναι καθοριστικής σημασίας για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής
Ο εντοπισμός των χαρακτηριστικών που επιτρέπουν στις ελιές να αντέχουν σε ακραία καιρικά φαινόμενα, απότομες μεταβολές της θερμοκρασίας και ασθένειες θα δώσει τη δυνατότητα στους αγρότες να φυτεύουν πιο ανθεκτικές ποικιλίες ελιάς στο μέλλον.
«Τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται αυξανόμενο ενδιαφέρον για τον χαρακτηρισμό και την καταλογογράφηση των ποικιλιών ελιάς», δήλωσε ο Κλαούντιο Καντίνι, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιοοικονομίας (IBE-CNR) του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας, στο πειραματικό αγρόκτημα Santa Paolina στη Φολλόνικα.
«Αυτό οδήγησε στη δημιουργία μεγάλων συλλογών όπως η δική μας, η οποία περιλαμβάνει πάνω από 1.000 δείγματα, τα οποία καταχωρούνται στην παγκόσμια τράπεζα γενετικού υλικού ελιάς που ιδρύθηκε από τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO) και υποστηρίζεται από το Διεθνές Συμβούλιο Ελιάς», πρόσθεσε.
Με βάση τα προκαταρκτικά ευρήματα, είμαστε ήδη σε θέση να διατυπώσουμε μια υπόθεση για το ιδανικό ελαιόδεντρο.
Το Santa Paolina ιδρύθηκε το 1966 με σκοπό τη διατήρηση της βιοποικιλότητας των φυτών και φιλοξενεί σημαντικές συλλογές ποικιλιών αχλαδιών, ροδάκινων, λωτών, μήλων και κυδωνιών, παράλληλα με τις ελιές. Επιπλέον, περιλαμβάνει ένα κέντρο προπολλαπλασιασμού πιστοποιημένου φυτικού υλικού ελιάς και μια εγκατάσταση για την αποκατάσταση ελαιόδεντρων που έχουν προσβληθεί από ιογενείς ασθένειες.
Δείτε επίσης: Ερευνητές εργάζονται για τον προσδιορισμό των ποικιλιών ελιάς που προσαρμόζονται καλύτερα στις υψηλότερες θερμοκρασίες«Οι τράπεζες γενετικού υλικού είναι πολύ εκτεταμένες, και όμως ο ποικιλιακός πλούτος του κόσμου απέχει πολύ από το να έχει καταγραφεί πλήρως», δήλωσε ο Καντίνι.
Υπενθύμισε ότι το είδος της ελιάς – Olea Europaea – έχει περισσότερες από 2.000 γνωστές ποικιλίες, εκ των οποίων περίπου 540 είναι αυτόχθονες στην Ιταλία, τη χώρα με την πλουσιότερη βιοποικιλότητα ελιάς.
«Ας σκεφτούμε μόνο τις πολλές δευτερεύουσες ποικιλίες, ειδικά εκείνες που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, οι οποίες πρέπει ακόμη να μελετηθούν και να χαρακτηριστούν», είπε ο Cantini. «Μπορούμε να πούμε ότι το αυξανόμενο ενδιαφέρον των παραγωγών, που είναι πρόθυμοι να δοκιμάσουν νέες ποικιλίες προκειμένου να βελτιώσουν την παραγωγή ελαιολάδου τους, ωθεί προς την κατεύθυνση αυτής της έρευνας».
Σε αυτό το στάδιο, οι τράπεζες γενετικού υλικού, όπου οι ερευνητές αποθηκεύουν τα γονίδια που αντιστοιχούν στα διαφορετικά χαρακτηριστικά των ποικιλιών ελιάς, αποκτούν κρίσιμη σημασία: μπορούν να προσφέρουν στον αγροτικό τομέα μια ευρύτερη επιλογή φυτών, ειδικά υπό το πρίσμα της κλιματικής αλλαγής.
«Οι τράπεζες γενετικού υλικού ελιάς, τεράστιες συλλογές γενετικής ποικιλομορφίας, γίνονται ένας θεμελιώδης πόρος», δήλωσε ο Cantini. «Είναι αυτονόητο ότι η διατήρηση της βιοποικιλότητας αποτελεί προτεραιότητα αυτή τη στιγμή, καθώς είναι θεμελιώδης για την ποιότητα των οικοσυστημάτων».
«Έτσι, όσο περισσότερο χαρακτηρίζουμε την τεράστια βιοποικιλότητα της ελιάς, τόσο περισσότερο μπορούμε να την ενισχύσουμε επαρκώς και να την χρησιμοποιήσουμε για να αντιμετωπίσουμε τις νέες προκλήσεις που μας περιμένουν», πρόσθεσε.
Η έρευνα σχετικά με τη βιοποικιλότητα της ελιάς μπορεί να βοηθήσει στην εξεύρεση νέων τρόπων μετριασμού των επιπτώσεων και αντιμετώπισης των ακραίων καιρικών φαινομένων, των απότομων μεταβολών της θερμοκρασίας και της υδατικής πίεσης, τα οποία εμφανίζονται με αυξανόμενη συχνότητα και δημιουργούν τις συνθήκες για την ανάπτυξη ασθενειών.
Ο Cantini επιβλέπει επί του παρόντος μια ερευνητική ομάδα διδακτορικών φοιτητών που μελετά την αντοχή των ποικιλιών ελιάς σε αυτές τις περιβαλλοντικές πιέσεις.
Αξιολόγηση της φωτοσύνθεσης (Φωτογραφία: Claudio Cantini)
«Όπως και με τις παραλλαγές στο ανθρώπινο είδος, όπου υπάρχουν μηχανισμοί αντοχής σε ορισμένα άτομα και πληθυσμούς, έτσι και στο είδος της ελιάς μπορεί να υπάρχουν χαρακτηριστικά στο γονιδίωμα των διαφορετικών ποικιλιών που είναι ποικίλα και, ως εκ τούτου, μπορούν να δώσουν διαφορετικές αντιδράσεις όταν το φυτό βρίσκεται υπό συνθήκες στρες», είπε ο Cantini. «Μπορώ να πω ότι όταν εμβαθύνουμε στον κόσμο των ποικιλιών ελιάς, ένας ολόκληρος νέος κόσμος ανοίγεται μπροστά μας».
Η ερευνητική ομάδα εργάζεται τώρα σε τρεις δημοσιεύσεις σχετικά με το στρες που προκαλεί η υπεριώδης ακτινοβολία.
«Μελετάμε την αντοχή ορισμένων ποικιλιών στο στρες που προκαλεί η έλλειψη νερού», πρόσθεσε ο Cantini. «Ήδη αναδύονται σημαντικές διαφορές μεταξύ των ποικιλιών, καθώς παρατηρούμε πολύ διαφορετικούς μηχανισμούς».
Οι ερευνητές εξετάζουν επίσης μορφολογικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου του μηχανισμού μεταφοράς νερού, εστιάζοντας παράλληλα στην ανατομία ορισμένων ποικιλιών που έχουν αγγεία μεταφοράς εντελώς διαφορετικά σε μέγεθος και σχήμα. Εκτός από την ανατομική πτυχή, εξετάζουν επίσης τον σχηματισμό ορισμένων ουσιών.
«Αν εξετάσουμε τι συμβαίνει στο εσωτερικό αυτών των ποικιλιών όταν τις υποβάλλουμε σε στρες, παρατηρούμε την παραγωγή διαφόρων ουσιών που με κάποιο τρόπο τείνουν να εξουδετερώνουν το στρες», είπε ο Cantini. «Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα μας αποκάλυψαν την παρουσία μιας πρωτεΐνης, η οποία είναι γνωστή σε άλλα είδη αλλά δεν έχει μελετηθεί πολύ μέχρι στιγμής, η οποία φαίνεται να αποτελεί ένα χρήσιμο στοιχείο στην ελιά».
«Εστιάζουμε σε αυτή την πρωτεΐνη για να κατανοήσουμε αν μπορεί να διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο», πρόσθεσε. «Πάνω απ' όλα, εξετάζουμε την αλληλεπίδραση μεταξύ αυτής της πρωτεΐνης και του γονιδιώματος· επομένως, τη δράση του γονιδίου που ενεργοποιείται και, ενδεχομένως, πώς αυτό μπορεί να σχετίζεται με άλλα χαρακτηριστικά του φυτού, ανατομικά και από άλλες απόψεις».
Η υπόθεση είναι ότι, μέσα στην ποικιλομορφία που αντιπροσωπεύουν οι πολυάριθμες ποικιλίες ελιάς από όλο τον κόσμο, οι μηχανισμοί αντοχής ενδέχεται να αξιοποιηθούν στο μέλλον.
«Ο στόχος μας, ο στόχος όλων των ερευνητών, είναι να εντοπίσουμε αυτούς τους μηχανισμούς», είπε ο Cantini. «Για να δώσω ένα παράδειγμα με μια γνωστή ποικιλία, η Leccino είναι ανθεκτική στη Xylella fastidiosa, αλλά και στο κρύο, καθώς και σε ορισμένα βακτήρια και μύκητες, γεγονός που μας κάνει να πιστεύουμε ότι πρέπει να υπάρχει ένας μοναδικός μηχανισμός που δρα εντός αυτής της ποικιλίας».
«Έχουμε λοιπόν συμπεριλάβει τη Leccino στις μελέτες μας, μαζί με άλλες ποικιλίες που, αντίθετα, έχουν διαφορετική ευαισθησία, και επαληθεύουμε τι συμβαίνει εντός αυτών των ποικιλιών», πρόσθεσε.
Ο στόχος είναι να δημιουργηθεί μια βάση δεδομένων με πλούσιες πληροφορίες, μέσω της οποίας οι ερευνητές θα μπορούν όχι μόνο να χαρακτηρίσουν τις υπάρχουσες ποικιλίες που είναι έτοιμες για χρήση, αλλά και να δημιουργήσουν νέες.
«Με βάση τα προκαταρκτικά ευρήματα, είμαστε ήδη σε θέση να διατυπώσουμε μια υπόθεση για το ιδανικό ελαιόδεντρο», είπε ο Cantinti.
Μέτρηση χλωροφύλλης και αζώτου (Φωτογραφία: Claudio Cantini)
Η ομάδα του εξήγαγε τέσσερα πρότυπα φυτά από τη βάση δεδομένων Santa Paolina για τη μελέτη τους.
«Προσπαθούμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει όταν υποβάλλουμε αυτά τα πρότυπα φυτά σε στρες», είπε. «Έτσι, για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχουμε μια ποικιλία ανθεκτική στο κρύο και μια μη ανθεκτική στο κρύο, οι οποίες έχουν αντίστοιχα ευρύ και στενό αγγειακό σύστημα, η μία ανθεκτική στη Xylella και η άλλη μη ανθεκτική. Τις υποβάλλουμε σε υδατικό στρες· παρατηρούμε ότι ο μηχανισμός με τον οποίο τα φυτά ανταποκρίνονται στα περιβαλλοντικά στρες αλλάζει εντελώς ανάλογα με την ποικιλία τους, και αυτό διαπιστώνεται σε κυτταρικό και γενετικό επίπεδο.»
«Στη συνέχεια, για παράδειγμα, αν εντοπίσουμε μια πρωτεΐνη όπως αυτή που αναφέρθηκε παραπάνω, προσπελάζουμε τη βάση δεδομένων και ελέγχουμε τα επίπεδα αυτής της πρωτεΐνης σε κάθε ποικιλία», πρόσθεσε ο Cantini. «Αν διαπιστώσουμε ότι ένα γονίδιο είναι ενεργοποιημένο, εξετάζουμε ποια ποικιλία παρουσιάζει υψηλή ενεργοποίηση. Αν συμβεί αυτό, θεωρείται δείκτης».
«Μπορούμε να έχουμε πρωτεϊνικούς, γενετικούς ή φυσιολογικούς δείκτες, οι οποίοι μπορούν επίσης να παρατηρηθούν στα δενδρύλλια», συνέχισε. «Στη συνέχεια, μπορούμε να κάνουμε διασταυρώσεις, να αναζητήσουμε αυτόν τον δείκτη σε όλα τα αδέλφια και να επιλέξουμε μόνο εκείνα που έχουν αυτόν τον δείκτη, τα οποία θα ληφθούν υπόψη στις επόμενες μελέτες. Ένας επαρκής αριθμός δεικτών μας επιτρέπει είτε να ανακαλύψουμε εκ νέου παλιές ποικιλίες, οι οποίες είχαν παραμεληθεί από τους αγρότες κατά τη διάρκεια των αιώνων, είτε να αναπτύξουμε νέες».
Επί του παρόντος, οι ερευνητές του IBE πραγματοποιούν τη γενετική δακτυλοσκόπηση 1.200 ελαιόδεντρων, συμπεριλαμβανομένων ποικιλιών και δειγμάτων, τα οποία αποτελούν μέρος της συλλογής Santa Paolina.
«Πιστεύουμε ότι, ξεκινώντας από μια εις βάθος εξέταση των συλλογών και μια μακρόπνοη οπτική των εμπλεκόμενων φορέων, αυτές οι μελέτες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις για τη θεραπεία και την πρόληψη ορισμένων φυτοπαθολογιών στο εγγύς μέλλον», κατέληξε ο Cantini.