Italija uspostavlja veliku banku genetskog materijala masline kako bi zaštitila globalnu bioraznolikost

Institut za biosci­jen­ce i bioresurse (CNR-IBBR) u Perugi uspostavio je jednu od najvećih svjetskih banaka genetskog materijala masline u Gubbiju, u Umbriji.

Izgrađena na temelju opsežne stručnosti istraživačkog centra u genomici, nova infrastruktura ima za cilj očuvati globalnu bioraznolikost masline, istovremeno podržavajući znanstvene inovacije i dugoročnu otpornost.

Svjetska 'kraljica' sinonima je sorta Frantoio, za koju smo u Italiji identificirali više od 20 sinonima, a još nekoliko u inozemstvu. – Roberto Mariotti, tehnički koordinator, Domus Olear∑

Zbirka, nazvana Domus Olear∑ i registrirana pri Organizaciji za hranu i poljoprivredu Ujedinjenih naroda pod kodom INSTCODE: ITA481, stvorena je nakon opsežne molekularne karakterizacije korištenjem jedinstvene međunarodne baze podataka s više od 10.000 genotipova masline iz zemalja proizvođača maslina diljem svijeta.

Istraživači su identificirali više od 3000 jedinstvenih genotipova iz 32 zemlje. Od toga je do sada kalemljenjem posađeno 454 genetski različita kultivara iz 27 zemalja.

Pridružilo im se više od 400 divljih genotipova i podvrsta masline iz postojećih zbirki i sjemena čuvanog u staklenicima i repozitorijima CNR-a, čime je ukupan broj genetski jedinstvenih pristupnika porastao na više od 800.

Veliko grčko slovo sigma (∑), koje se u matematici koristi za označavanje zbrajanja, simbolizira ambiciju zbirke da predstavlja zbirku uzoraka masline diljem svijeta.

Protežući se na otprilike 10 hektara, zbirka se nalazi u okrugu Montelovesco u Gubbiu, na farmi Di Murro, koja osigurava operativno upravljanje bez naknade i jamči poštivanje protokola CNR-IBBR-a.

"Kroz velike istraživačke projekte provedene u posljednje četiri godine u našim laboratorijima CNR-IBBR analizirale smo više od 10.000 DNK uz pomoć standardiziranog skupa molekularnih markera", izjavila je znanstvena koordinatorica Soraya Mousavi za Olive Oil Times.

"Uspjeli smo razlikovati otprilike 3000 jedinstvenih genetskih profila, koji stoga, na temelju našeg trenutnog znanja, predstavljaju pristupke stablima masline koji danas postoje diljem svijeta", dodala je.

"Namjerno koristimo pojam 'akcesija', uz 'kultivar', jer taj koncept obuhvaća cijeli spektar genetskih resursa", rekla je Mousavi. "To uključuje ne samo uzgojene i registrirane sorte, već i monumentalne i jedinstvene primjerke, kao što su patrijarsi Krete, povijesna stabla s Malte, oprašivači iz Alžira i stoljetne podloge s istočnog Sredozemlja i zapadne Azije."

Mousavi je rekao da su divlje masline (Olea europaea subsp. europaea var. sylvestris) neprocjenjiv genetski resurs unutar banke gena. I dalje prisutne u reliktnim populacijama u nekoliko regija, sve su više ugrožene ljudskim mijenjanjem njihovih prirodnih staništa.

Zbirka također uključuje pet podvrsta Olea europaea: guanchica s Kanarskih otoka; cerasiformis iz Portugala, posebice Madeire; maroccana iz Maroka; laperrinei iz saharskih planinskih lanaca; i cuspidata, čiji se areal proteže preko istočne Afrike, Arapskog poluotoka, Irana, Pakistana i Kine.

Trenutna filogenetska istraživanja sugeriraju da je cuspidata možda predak ostalih podvrsta, uključujući i uzgojene oblike.

"Pristojbe posađene u zbirci Domus Olear∑ rezultat su više od četrdeset godina rada posvećenog nabavi, očuvanju i karakterizaciji genskog fonda, koji su proveli instituti CNR-a, često kroz povijesne međunarodne projekte suradnje", rekao je Mousavi.

"Sadržati svih 3000 jedinstvenih genotipova u jednoj plantaži bilo bi izvanredno postignuće, ali bi bilo složeno s operativnog i fito-sanitarnog stajališta, jer je danas regulatorni okvir koji uređuje prekogranično kretanje biljnog materijala s pravom mnogo stroži nego u prošlosti", dodala je.

"Biosigurnosni protokoli i preventivne karantene ključni su za sprječavanje širenja patogena, ali mogu otežati razmnožavanje i uspostavljanje zbirki iz neeuropskih područja", rekla je Mousavi. "Unatoč tome, zahvaljujući službenim sporazumima s nacionalnim i međunarodnim institucijama i uz podršku kvalificiranih operatera rasadnika, uspjeli smo uspostaviti izvanredan broj genetski različitih kultivara."

U sklopu projekta Omibreed, istraživači i tehničari validirali su svaku biljku analizom genetske baštine zbirki CNR-a i eksperimentalnih polja, posebice zbirke kojom upravlja CNR-IBE na eksperimentalnoj farmi Santa Paolina u Follonici.

Istraživači su također analizirali stotine pristupnika iz sektora rasadnika.

Uz potporu nacionalnih i europskih projekata, uključujući REACH-XY i Bexyl, zajedno s desecima suradnji s javnim i privatnim subjektima, istraživači kažu da će banka služiti kao laboratorij na otvorenom.

"Često pitanje operatera u sektoru i entuzijasta jest koliko sorti masline postoji u svijetu ili unutar određene zemlje, tema koja je često rezultirala fragmentiranim ili proturječnim odgovorima", rekao je tehnički koordinator Roberto Mariotti.

"Danas nam molekularna genetika napokon pruža objektivne alate za razjašnjavanje i nedvosmisleno razlikovanje jedinstvenih sorti od sinonima i homonima", dodao je.

Mariotti je rekao da se sorta smatra genetski jedinstvenom kada službeni, međunarodno validirani molekularni markeri pokažu da je njezin genetski profil različit od svakog drugog poznatog profila. U mnogim slučajevima DNK analiza otkriva da sorte koje su lokalno poznate pod različitim imenima dijele isti genetski identitet.

"Svjetska 'kraljica' sinonima je sorta Frantoio, za koju smo u Italiji identificirali više od 20 sinonima, a još nekoliko u inozemstvu", rekao je Mariotti.

"S druge strane, mnoga stabljika masline dijele isto ime, često izvedeno iz morfoloških ili tradicionalnih obilježja, kao što su Rosciola, Tonda, Dolce, Ogliarola, Olivastro, Mission, Chemlali, Abou i Baladi, no njihovi DNK sekvenci se potpuno razlikuju", dodao je. "Ovim radom uspjeli smo identificirati i razjasniti sve takve slučajeve."

Zbirka trenutno uključuje 316 genetski jedinstvenih kultivara iz Italije, za koju istraživači kažu da ima najveću poznatu genetsku raznolikost masline na svijetu.

Domus Olear∑ omogućuje istraživačima da promatraju kako se različite sorte maslina ponašaju pod istim uvjetima okoliša, čime se poboljšava razumijevanje njihovih reakcija na biotičke i abiotičke stresove.

Također služi kao genetski sigurno središte za razmnožavanje za buduća istraživanja koja uključuju oplemenjivanje, uređivanje genoma i programe za poboljšanje globalne genske banke masline.

Svaki kultivar posađen je u tri nasumično raspoređene replike, raspoređene na tri odvojena eksperimentalna bloka, u skladu sa statističkim kriterijima utvrđenima za istraživačke svrhe.

"Prvi blok također služi u obrazovne i demonstracijske svrhe te je organiziran abecednim redom prema zemlji ili regiji", rekao je Mariotti.

"Jedno područje posvećeno je divljim maslinama, a poseban element zbirke je Agora, kružno područje koje sadrži 12 'posebnih' pristojbi koje pripadaju podvrsti Olea europaea, kao i nekoliko iznimnih primjeraka koji će biti predstavljeni tijekom inauguracije 18. rujna", dodao je.

Broj zemalja zastupljenih u zbirci mogao bi se povećati kako se područje "Coming Next" bude uspostavljalo za primanje novih sorti i pristojbi.

Odjeljak će sadržavati biljni materijal koji dostavljaju javni i privatni partneri iz cijelog svijeta, a koji će se razmnožavati prema strogim fito-sanitarnim propisima i genetski certificirati prije konačne sadnje.

Istraživačka skupina CNR-IBBR također je razvila program vezan uz banku sjemenskog materijala koji kombinira znanstveno-popularni rad i prijenos tehnologije kako bi podržao agronomske prakse u uzgoju maslina.

Obrazovni programi bit će ponuđeni školama, sveučilištima i stručnjacima iz industrije, s naglaskom na očuvanje genetske raznolikosti, evoluciju vrste i prilagodbu klimatskim promjenama.

Edukativni i multimedijski resursi poslužit će kao digitalni most između zbirke i istraživačkih laboratorija, ističući fenotipske, kvalitativne i kvantitativne podatke uz informacije o pojedinačnim pristupnicama koje su dostavili istraživačka skupina i njezini partneri.

Demonstracijske aktivnosti i radionice na otvorenom ilustrirat će vegetativne karakteristike i razlike među divljim podvrstama, povijesnim starim stablima i modernim komercijalnim sortama.

Zbirka će također podržati kulturne programe i inicijative oleoturizma.

"Znanstvena zbirka Domus Olear∑, uspostavljena na farmi Di Murro, zamišljena je s otvorenim ciljem: ne kao katalog rezerviran isključivo za stručnjake, već kao živa infrastruktura dostupna znanstvenicima, studentima svih razina, uzgajivačima iz cijelog svijeta i entuzijastima željnim otkriti ovaj važan izvor raznolikosti", rekao je upravitelj farme Silvano Di Murro.

"Posebno ćemo razviti obrazovni projekt kako bismo posjet masliniku pretvorili u istinski uronjeni doživljaj, gdje šetnja među redovima postaje putovanje kroz bioraznolikost masline, otkrivajući male i velike razlike između jedne i druge genetske varijante", dodao je.

Genetski materijal u zbirci sada je dostupan za razmjenu s velikim svjetskim zbirkama genskih resursa, uključujući eksperimentalnu farmu CNR-IBE Santa Paolina; objekti CNR-IBBR i CNR-ISAFOM u Lugnanu in Teverina i Assisiju; zbirke CREA OFA u Italiji; svjetske banke genetskog materijala masline u Cordóbi u Španjolskoj, Marakešu u Maroku i Izmiru u Turskoj, kao i druge zbirke kojima upravlja Međunarodno vijeće za maslinu.

Istraživači su rekli da kolekcija također predstavlja stratešku imovinu za međunarodnu suradnju i sigurnost hrane, čime se dodatno jača uloga Umbrije i Italije u očuvanju genetskih resursa masline.

Drugi je cilj osigurati da se znanstveni napredak pretvori u ekonomske koristi za uzgajivače i širi maslinarski sektor.

Radna skupina je navela da bi identificiranje otpornih i prilagodljivih genotipova moglo ojačati održivost opskrbnog lanca i zaštititi prihode proizvođača usred promjenjivih klimatskih uvjeta. Istraživanje sekundarnih metabolita također bi moglo podržati razvoj maslina i ulja više kvalitete s većom komercijalnom vrijednošću.

"Željeli bismo završiti iskrenom i dubokom zahvalom svemu laboratorijskom osoblju i terenskim tehničarima", rekli su Mousavi, Mariotti i Di Murro.

"Stvaranje ove globalne zbirke opipljiv je rezultat izvanredne sinergije, u kojoj su se spojili strogost znanstvene analize i predanost brizi za zemlju", dodali su Mousavi, Mariotti i Di Murro. "Bez strasti, stručnosti i svakodnevne predanosti svakog od njih, takvo vrijedno znanstveno i agronomsko postignuće za zaštitu bioraznolikosti ne bi bilo moguće."