Istraživači rade na suzbijanju genetske erozije i uzgoju otpornih sorti maslina
Razumijevanje genetske raznolikosti sorti masline pomoći će poljoprivrednicima odabrati najbolje sorte za svoju klimu i fito-sanitarno okruženje.
U središtu globalne rasprave o vezi između održivog razvoja i klimatskih promjena, bioraznolikost privlači sve više interesa.
Što se tiče bioraznolikosti masline, posljednjih je godina zabilježen porast pozornosti među sudionicima u agroprehrambenom sektoru i istraživačima, koji su posvećeni suzbijanju genetske erozije, kao i proučavanju i uzgoju otpornijih sorti.
Široka bioraznolikost korisna je za istraživače koji žele provoditi nove programe oplemenjivanja.
"Maslina (Olea europaea subsp. europaea) vrlo je drevna vrsta stabla s velikim bogatstvom genetske raznolikosti", rekla je Samanta Zelasco, istraživačica u Centru za masline, voće i citruse Vijeća za poljoprivredna istraživanja i analizu poljoprivredne ekonomije (CREA-OFA) u Rendu, u Kalabriji.
"Prvo, moramo razjasniti da je 'genetska raznolikost' znanstvena definicija koju se u javnoj raspravi općenito zamjenjuje s 'biodiverzitetom'", dodala je.
Vidi također: Genotip ima značajnu ulogu u sadržaju masnih kiselina u djevičanskom maslinovom uljuPrema posljednjem službenom izračunu koji je CREA provela 2012. godine za Drugo izvješće Organizacije Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu o stanju genetskih resursa biljaka za hranu i poljoprivredu, germplazma masline prisutna u glavnim ex situ zbirkama na svijetu iznosila je najmanje 2.629 različitih sorti.
Italija ima najbogatiju genetsku raznolikost, s 734 naziva navedena u nacionalnom registru sorti voćaka, ažuriranom 2020. godine od strane Ministarstva poljoprivrede Italije.
"Italija se može pohvaliti vrlo velikim brojem sorti, a sastav njezine maslinove genske banke najveći je i najraznolikiji na svijetu", rekao je Zelasco. "Budući da se nalazi u središtu Mediterana, tijekom tisućljeća, zemlja je prošla kroz nekoliko povijesnih događaja i migracija ljudi koje su poticale uvoz i razmjenu biljnog materijala, doprinoseći obogaćivanju njezine sortne baštine."
Danas česti izvještaji o navodno novim genotipovima ukazuju na veliku raznolikost genskog fonda. Međutim, istraživači upozoravaju da se točan broj sorti ne može sa sigurnošću odrediti zbog brojnih slučajeva sinonimije i homonimije.
"Nedavno smo proveli dubinsko molekularno istraživanje talijanskih sorti koristeći vrlo velik broj markera koji pokrivaju gotovo cijeli genom", rekao je Zelasco. "Još nismo dovršili studiju, ali već možemo reći da je pretpostavljeno dobar dio genetskog materijala, možda i polovica, zastupljen slučajevima sinonimije."
"Vjerojatno se isto događa i u drugim zemljama", dodala je. "Ipak, Italija ima ogroman broj sorti, koje su rezultat lokalnih selekcija. U većini talijanskih regija možemo pronaći oko 30 do 40 sorti, a time i široku genetsku raznolikost na lokalnoj razini."
Nekoliko znanstvenih dokaza ukazuje na to da je područje domaćinstva masline Levant (tj. istočno mediteransko područje koje obuhvaća današnji Cipar, Izrael, Jordan, Libanon, Siriju, Palestinu i veći dio Turske), odakle se proširila po mediteranskom bazenu.
Vegetativna reprodukcija odigrala je ključnu ulogu, zbog čega se u maslinovoj germplazmi mogu pronaći brojni slučajevi sinonimije – Zelasco navodi primjer toskanske sorte Santa Caterina koja pokazuje isti molekularni profil kao i španjolski kultivar Gordal Sevillana. U međuvremenu se maslina lokalno diferencirala, stvarajući mnoge sorte.
"Kada dođu u obzir slučajevi sinonimije, odnosno različitih naziva za istu sortu, mogu se pojaviti komercijalni problemi", rekao je Zelasco. "Pravne sporove u vezi s podrijetlom stolnih maslina i ekstra djevičanskih maslinovih ulja iz geografskih područja različitih od onih predviđenih zaštićenim geografskim oznakama (PGI) i zaštićenim nazivom podrijetla (PDO) propisa za proizvodnju sve su češće."
"Ponovno sekvenciranje genomâ sorti uključenih u specifikacije moglo bi pomoći pri odabiru kultivara-specifični markeri sposobni nedvosmisleno identificirati pojedinačne sorte i pružiti učinkovitiji sustav genetske certifikacije," dodala je.
U trenutnom kontekstu, u kojem istraživanja nastoje pronaći rješenja u području održivosti, bogat i raznolik genetski fond može postati koristan i za izdvajanje gena za programe genetskog unaprjeđenja.
"Široka bioraznolikost korisna je istraživačima koji žele provoditi nove programe oplemenjivanja", rekla je Zelasco. "Prvi je korak razumjeti ponašanje sorte na agronomskoj razini, otkriti gene u njezinoj DNK koji poboljšavaju određena svojstva, odnosno mutacije unutar gena odgovornih za poboljšanje agronomskih svojstava."
Kako bi se promatrala genetska ekspresija različitih sorti, njihovo se ponašanje mora proučavati u jednom okruženju, stoga je važna uloga kolekcija.
"Potrebne su godine da se fenotipira i karakterizira sorta jer moramo uzeti u obzir 'plodne godine' i 'godine mirovanja' u naizmjeničnom ciklusu plodonošenja masline, a trebamo i pouzdane podatke ponovljene u razdoblju od najmanje tri ili četiri godine", rekao je Zelasco.
"Budući da je većina agrotehničkih osobina uvjetovana okolišem, usporedba sorti mora se proširiti i na druge uvjete okoliša koje mogu precizno predstavljati zbirke koje sadrže uobičajene sorte," dodala je. "Kada se usporedba sorti završi, možemo utvrditi koji su geni uključeni i koje mutacije su odgovorne za poboljšane osobine."
Trenutačno se takve mutacije koriste u inovativnoj genomskoj tehnici nazvanoj uređivanje genoma, koja je dio tehnika potpomognute evolucije, najnovije novosti u tom sektoru. Uređivanje genoma sastoji se od točkaste modifikacije genoma na određenom mjestu, za razliku od tradicionalne mutageneze koja djeluje nasumično.
"Poboljšavajuće mutacije identificiraju se statističkim pristupom, a mi ne prenosimo DNK, već identificiramo sekvence i dajemo upute enzimskom kompleksu koji je u stanju reproducirati mutaciju", rekla je Zelasco.
"Ovo je jasan primjer povećanja genetske raznolikosti masline", dodala je. "Naime, identificiramo osobine za poboljšanje i reproduciramo ih u sorti koju treba poboljšati, a da pritom ne mijenjamo njezin genetski temelj."
Da navedemo jedan konkretan primjer, Carolea, najraširenija sorta u Kalabriji, jedna je od sorti koje istraživači CREA-e proučavaju zbog njezine osjetljivosti na Spilocaeu oleagineu, koja uzrokuje bolest pjegavosti perja fazana, potencijalno značajan fito-sanitarni problem.
"Nedavno smo fenotipizirali osjetljivost na Spilocaeu oleagineu najmanje 150 sorti u našoj zbirci, i stoga ćemo uskoro moći identificirati poboljšavajuće mutacije povezivanjem genotipa s fenotipom," rekla je Zelasco.
"Gene odgovorne za reakciju biljke na patogen također je nedavno identificirala istraživačka skupina Sveučilišta u Palermu", dodala je. "Zatim ćemo u sljedećih nekoliko godina vjerojatno moći reproducirati poboljšavajuću mutaciju u ovoj sorti pomoću tehnike uređivanja genoma i time dobiti poboljšanu sortu Carolea koja tolerira pjetlovu pjegavost."
S obzirom na smanjenje fitosantarskih tretmana biljkama manje osjetljivima na odre�
Konačno, proučavanje sjemenskog materijala omogućuje ponovno otkriće sorti koje su bile zapostavljene i koje imaju karakteristike koje se mogu pokazati korisnima u sadašnjem kontekstu.
"Mogu navesti primjer zanemarene apulijske sorte nazvane Toscanina, koja ima vrlo visok udio oleinske kiseline i fenolnih spojeva te rano ulazi u rod, a pritom je prilično rodna s umjerenom izmjenom plodnosti," rekla je Zelasco.
"Sada je testiramo na toleranciju na stres od nedostatka vode i biotički stres", dodala je. "Takve informacije još uvijek nedostaju jer su ti aspekti nedavno postali prioritet za znanstveni svijet."
U trenutku pisanja, pet novih pristupa spremno je za uključivanje u zbirku CREA-e u Mirto Crosiji, koja se nalazi na Jonskoj obali Kalabrije, u pokrajini Cosenza – nakon što su genetski karakterizirani, pristupi imaju jedinstvene molekularne profile.
"Ovo su još neobjavljene kolekcije, dakle potencijalne nove sorte, koje još nemaju definirano ime", rekla je Zelasco.
Navedla je da su pronađeni u Kalabriji i drugim talijanskim regijama te da neki od njih potječu iz izdanaka korijena stoljetnih, monumentalnih biljaka, uključujući jedan iz podloge sorte Olivone iz Fibbianella u Sempronianu, u Toskani.
"Monumentalna maslina je zanimljiv predmet proučavanja za razumijevanje filogenije vrste", rekla je Zelasco. "Vrlo temeljita genomika nam omogućuje da razumijemo kako se vrsta razvijala od faze domaćinstva do danas."
"Trenutačni je trend doista stvaranje zbirki divljih biljaka, a nova je zbirka te vrste nedavno stvorena u Hrvatskoj", dodala je. "Moramo uzeti u obzir da je divlja maslinina materijalna osnova rezervoar novih gena vrlo korisnih za program oplemenjivanja, osobito za identificiranje otpornijih agrotehničkih osobina."