Des chercheurs mettent au jour une diversité génétique insoupçonnée chez les oliviers centenaires du sud de l'Italie

Une équipe de chercheurs a mis en évidence une diversité génétique plus importante que prévu chez les oliviers anciens et monumentaux étudiés en Calabre et en Basilicate, dans le sud de l’Italie.

Publiée dans la revue *Frontiers in Plant Science*, cette étude a analysé 347 oliviers provenant de ces deux régions, dont 172 spécimens monumentaux, dont certains ont survécu pendant des siècles.

« Nous disposons d’un potentiel extraordinaire, mais une grande partie reste encore inexplorée. » – Thomas Vatrano, agronome et coauteur de l’étude

Les chercheurs ont identifié 114 profils génétiques distincts qui ne correspondaient à aucune variété répertoriée dans les bases de données de référence utilisées, révélant ainsi un réservoir de biodiversité oléicole jusqu’alors inconnu.

Compte tenu de la forte proportion de profils génétiques non identifiés auparavant, découverte lors de cette étude limitée, les chercheurs estiment qu’un échantillonnage plus large pourrait révéler une diversité encore plus grande.

« Nous nous attendions à trouver une riche biodiversité, mais pas à de tels chiffres. C’est impressionnant et très intéressant ; il s’agit d’un potentiel génétique qui pourrait également apporter des solutions à certains des défis auxquels le secteur oléicole est confronté aujourd’hui », a déclaré à Olive Oil Times Thomas Vatrano, agronome et coauteur de l’étude.

M. Vatrano, qui étudie depuis environ 15 ans la biodiversité oléicole largement inexplorée de la Calabre, a indiqué que le changement climatique, les défis liés à la productivité et l’émergence de nouveaux agents pathogènes rendaient de plus en plus urgente l’identification et l’étude de ce patrimoine génétique.

« Je suis fermement convaincu que la biodiversité peut nous sauver », a déclaré M. Vatrano. « Avec l’arrivée de la Xylella en Calabre, j’en suis encore plus convaincu. Compte tenu de toute la biodiversité dont nous disposons ici, je pense qu’il doit exister quelque part du matériel capable de présenter une résistance ou d’autres caractéristiques utiles. »

Les scientifiques ont utilisé différents marqueurs moléculaires pour identifier les profils génétiques des arbres, retracer leurs lignées maternelles et déterminer leur compatibilité reproductive.

En comparant la composition génétique des couronnes et des porte-greffes, ils ont également mis au jour des traces de pratiques de greffage et de sélection vieilles de plusieurs siècles.

« Au cours de ce projet, j’ai parcouru toute la Calabre, du nord jusqu’à l’extrême sud, et je dirais que j’ai recueilli environ 30 % de ce qui pourrait s’y trouver », a déclaré M. Vatrano. « Vous pouvez donc imaginer tout ce qu’il reste encore à découvrir. »

Évoquant les profils génétiques récemment identifiés, M. Vatrano a souligné qu’un génotype non identifié ne devait pas être automatiquement qualifié de nouveau cultivar.

« Lorsque nous disons qu’un génotype n’est pas répertorié ou n’a pas été identifié auparavant, cela signifie que son profil génétique ne correspond à aucune entrée des bases de données de référence internationales », a-t-il expliqué. « Il peut s’agir d’un nouvel individu, d’un oléastre (olivier sauvage), ou encore d’une plante qui, au fil du temps, a pris de l’importance pour une population locale, et que les gens ont peut-être utilisée pour produire de l’huile d’olive sans en connaître l’origine. »

L’analyse génétique a également apporté de nouveaux éléments à l’histoire de la culture de l’olivier dans la région.

Vatrano a évoqué les échantillons prélevés à Santa Sofia d’Epiro, une communauté arbëreshë de la région de Cosenza, en Calabre, où les populations locales cultivent des oliviers depuis des générations.

« Qui sait si l’un de ces oliviers n’a pas été introduit là-bas par des communautés arbëreshë il y a plusieurs siècles ? », a-t-il déclaré, faisant référence à la migration de populations des Balkans vers le sud de l’Italie aux XIVe et XVe siècles. « Il existe des oliviers que les habitants utilisent encore aujourd’hui pour produire de l’huile d’olive, mais dont nous ignorons tout simplement l’origine. »

L’étude a également fourni des preuves génétiques concordant avec les pratiques historiques de greffage et a montré que la diversité cachée ne se limite pas aux parties visibles et productives des arbres.

Les chercheurs ont identifié 34 cas dans lesquels la couronne et le porte-greffe présentaient des profils génétiques différents. Ils ont également découvert 35 génotypes non répertoriés exclusivement présents dans les porte-greffes, ce qui suggère que les oliviers anciens pourraient préserver du matériel génétique qui n’est plus représenté dans les cultivars poussant au-dessus d’eux.

Les chercheurs ont retracé les lignées génétiques maternelles des oliviers en analysant l’ADN contenu dans les chloroplastes, des structures cellulaires dont le matériel génétique permet de suivre l’hérédité maternelle. Cela leur a permis de distinguer deux lignées principales, appelées E1 et E2.

Les couronnes cultivées appartenaient majoritairement à la lignée E1, associée à la Méditerranée orientale et largement répandue parmi les oliviers cultivés. De nombreux porte-greffes, en revanche, conservaient la lignée E2, associée aux populations d’oliviers indigènes de la Méditerranée centro-occidentale.

Selon les chercheurs, cette distinction correspond à des générations d’agriculteurs greffant des variétés cultivées sélectionnées sur des oliviers sauvages locaux déjà adaptés aux conditions locales.

Parmi les découvertes les plus inhabituelles figuraient trois oliviers calabrais présentant des signes de polyploïdie potentielle.

Les oliviers sont normalement diploïdes, ce qui signifie que leurs cellules possèdent deux jeux de chromosomes, hérités chacun d’un parent. Une plante polyploïde, en revanche, possède des jeux de chromosomes supplémentaires.

Les chercheurs ont qualifié cette découverte avec prudence de « polyploïdie putative », car ils n’ont pas compté directement les chromosomes des oliviers.

Le signal provenait en effet de leurs profils génétiques. Alors qu’une plante diploïde ne présente normalement pas plus de deux allèles – c’est-à-dire deux versions différentes d’une même région d’ADN – pour chaque marqueur, les trois oliviers en présentaient plus de deux pour huit des dix marqueurs examinés.

Afin d’écarter toute erreur de laboratoire, les chercheurs ont extrait l’ADN à trois reprises et ont effectué l’amplification et l’analyse génétique en double, obtenant systématiquement le même profil.

Ils ont également constaté que les couronnes et les porte-greffes présentaient des profils génétiques identiques, ce qui suggère que les arbres poussaient sur leurs propres racines plutôt que d’être greffés sur des porte-greffes génétiquement différents.

Si elle était confirmée, cette découverte serait inhabituelle, car l’olivier cultivé est généralement considéré comme une espèce diploïde, tandis que les cas avérés de polyploïdie ont principalement été signalés chez d’autres sous-espèces d’oliviers géographiquement isolées.

Les chercheurs ont également déterminé le groupe de compatibilité reproductive des oliviers échantillonnés.

Les oliviers possèdent un mécanisme reproductif appelé « auto-incompatibilité dialélique », qui les divise en deux groupes de compatibilité, G1 et G2. Les arbres appartenant au même groupe sont reproductivement incompatibles : le pollen d’un arbre G1 ne peut normalement pas féconder un autre arbre G1, tout comme un arbre G2 ne peut normalement pas féconder un autre arbre G2. La fécondation réussit en revanche entre des arbres appartenant à des groupes opposés.

À l’aide d’un marqueur génétique, les chercheurs ont mis en évidence une différence nette entre les deux régions. En Basilicate, le groupe G1 était largement dominant, avec 185 arbres classés dans le groupe G1 et 64 dans le groupe G2. En Calabre, la tendance s’est inversée, avec 62 arbres dans le groupe G2 et 36 dans le groupe G1.

Cette découverte a des implications pratiques qui vont au-delà de la simple compréhension de l’évolution des populations locales d’oliviers.

Connaître le groupe de compatibilité reproductive d’une variété d’olivier peut aider les producteurs à s’assurer de la présence de pollinisateurs adaptés dans un verger et à réduire le risque d’une mauvaise nouaison. Ces mêmes informations peuvent aider les chercheurs à sélectionner des parents compatibles lors du développement de nouvelles variétés dans le cadre de programmes de sélection.

L'analyse génétique plus large a également montré que les populations d'oliviers du sud de l'Italie étaient loin d'être isolées. Le matériel local présentait des affinités génétiques avec d'autres populations méditerranéennes, en particulier celles de Grèce et d'Algérie, une tendance qui correspond à une longue histoire de mouvements et d'échanges de matériel végétal à travers la Méditerranée.

« Il y a énormément de choses à étudier », a déclaré M. Vatrano. « Nous avons découvert d’anciens oliviers sauvages, des porte-greffes associés à des variétés grecques et du matériel végétal lié à la Méditerranée orientale. Tout cela contribue à reconstituer le long processus de domestication de l’olivier et les mouvements de matériel végétal d’est en ouest. »

Pour M. Vatrano, l’identification de cette diversité va au-delà de la simple reconstitution de l’histoire agricole.

« Le changement climatique ne menace pas nécessairement la survie de l’olivier en tant qu’espèce », a déclaré M. Vatrano. « La plante peut survivre à une sécheresse extrême, mais elle peut perdre ses fruits, et nous nous retrouvons alors sans production. Ce que nous devons protéger, c’est la production agricole. »

« Nous disposons d’un potentiel extraordinaire, mais une grande partie reste inexplorée », a-t-il ajouté. « Il pourrait exister des variétés mieux adaptées aux systèmes à haute densité, des variétés présentant des habitudes de croissance utiles, ou encore du matériel pouvant servir à développer des porte-greffes clonaux. Nous disposons d’une grande biodiversité, mais nous en savons encore bien trop peu à son sujet. »

La prochaine étape, a déclaré M. Vatrano, devrait consister à préserver et à évaluer le matériel identifié lors de l’étude plutôt que de laisser les travaux s’arrêter à la caractérisation génétique.

« Nous devrions créer une collection de matériel génétique en plein champ, multiplier ces plantes et commencer à les étudier », a-t-il déclaré. « Il existe des plantes poussant près de la mer qui semblent tolérer un stress salin extrême, d’anciens oléastres qui pourraient présenter un intérêt en tant que porte-greffes nanifiants, ainsi que d’autres ressources qui méritent d’être étudiées. Le travail ne doit pas s’arrêter là. »

M. Vatrano s’est dit inquiet à l’idée qu’une partie du matériel génétique identifié lors de la recherche puisse disparaître avant que sa valeur agronomique ne soit correctement comprise.

« C’est ce que je crains », a-t-il déclaré. « Nous avons identifié tout ce matériel, mais il faut désormais le conserver et l’étudier. Il reste encore tant à faire. »