オリーブの生物多様性に関する研究は、気候変動対策の鍵となる

「近年、オリーブ品種の特性解明や目録作成に対する関心が高まっています」と、フォッローニカにある国立研究評議会（CNR）傘下のバイオエコノミー研究所（IBE-CNR）サンタ・パオリーナ試験農場の責任者、クラウディオ・カンティーニ氏は述べた。

「これがきっかけとなり、1,000点以上のアクセスイオンを擁する当農場のような大規模なコレクションが構築され、国連食糧農業機関（FAO）が設立し、国際オリーブ評議会が支援する世界オリーブ遺伝資源バンクへとつながっています」と彼は付け加えた。

「予備的な調査結果に基づき、我々はすでに理想的なオリーブの木像を想定することが可能です」――サンタ・パオリーナ試験農場主任研究員、クラウディオ・カンティーニ

サンタ・パオリーナは、植物の生物多様性を保全するために1966年に設立され、オリーブに加え、ナシ、モモ、カキ、リンゴ、マルメロの重要な品種コレクションを保有している。さらに、認定オリーブ苗木の増殖センターや、ウイルス病に感染したオリーブの木を回復させるための施設も備えている。

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「遺伝資源バンクは非常に広大ですが、世界の品種の豊富さはまだ完全にカタログ化されているとは程遠い状況です」とカンティーニ氏は述べた。

同氏は、オリーブの種（Olea Europaea）には2,000種以上の既知の品種があり、そのうち約540種が、オリーブの生物多様性が最も豊かな国であるイタリア原産であることを指摘した。

「数多くのマイナーな品種、特に最近再発見された品種について考えてみてください。それらはまだ研究され、特徴が解明される必要があります」とカンティーニ氏は語った。「オリーブオイルの生産性を向上させるために新しい品種を試したいと熱望する生産者たちの関心の高まりが、この研究を後押ししていると言えます」

現段階において、研究者がオリーブ品種の様々な特性に対応する遺伝子を保存する遺伝資源バンクは、極めて重要な役割を担っています。特に気候変動の観点から、農業部門に植物の選択肢を広げる役割を果たすことができるのです。

「遺伝的多様性の膨大なコレクションであるオリーブの遺伝資源バンクは、不可欠な資源になりつつあります」とカンティーニ氏は述べた。「生物多様性の保全が、生態系の質にとって不可欠である以上、現時点でそれが最優先事項であることは言うまでもありません。」

「したがって、私たちの持つ広大なオリーブの生物多様性をより詳細に解明すればするほど、それを適切に強化し、今後の新たな課題に対処するために活用できるようになります」と彼は付け加えた。

オリーブの生物多様性に関する研究は、極端な気象現象、急激な気温変化、水ストレスといった現象の影響を緩和し、これらに対処するための新たな方法を見出す一助となる。これらの現象は頻度を増しており、病害発生の条件を作り出している。

カンティーニ氏は現在、これらの環境ストレスに対するオリーブ品種の耐性を研究する博士課程の学生からなる研究グループを指導している。

「ヒトの種における変異と同様に、個体や集団の中に抵抗メカニズムが存在するように、オリーブの種においても、異なる品種のゲノムには多様な形質が存在し、それゆえに植物がストレス条件下にある際に多様な反応を示す可能性がある」とカンティーニ氏は述べた。「オリーブの品種の領域を深く掘り下げていくと、まったく新しい世界が開けると言えるだろう」

同研究グループは現在、紫外線によるストレスに関する3つの論文を執筆中です。

「我々は、水不足によるストレスに対する一部の品種の耐性を研究しています」とカンティーニ氏は付け加えた。「非常に異なるメカニズムが確認されており、品種内ですでに顕著な差異が現れ始めています」

研究者たちはまた、サイズや形状が全く異なる導管を持つ一部の品種の解剖学的構造に焦点を当てつつ、水分輸送メカニズムを含む形態学的特徴についても検討している。解剖学的側面に加え、特定の物質の生成についても考察している。

「ストレスを与えた際にこれらの品種内部で何が起きるかを観察すると、何らかの形でストレスを相殺しようとする様々な物質の生成が確認されます」とカンティーニ氏は述べた。「予備的な結果から、他の種では知られているものの、現時点ではあまり研究されていないあるタンパク質の存在が明らかになりました。これはオリーブの木において有用な要素であると考えられます」

「我々は、このタンパク質が重要な役割を果たす可能性があるかどうかを解明するために、このタンパク質に注目しています」と彼は付け加えた。「何よりも、このタンパク質とゲノムとの相互作用、つまり活性化される遺伝子の作用、そしてそれが植物の解剖学的特徴やその他の特性とどのように関連している可能性があるかを調査しています。」

オリーブの種には世界中に数多くの品種が存在し、その多様性の中に、将来的に活用できる耐性メカニズムが潜んでいると推測されています。

「私たち研究者全員の目標は、こうしたメカニズムを特定することです」とカンティーニ氏は述べた。「よく知られた品種を例に挙げると、レッチーノはキシレラ・ファスティディオサだけでなく、寒さや一部の細菌・真菌に対しても耐性を持っています。このことから、この品種内部には独自のメカニズムが働いているに違いないと考えられます」

「そこで我々は、レッチーノを研究対象に加え、一方で感受性が異なる他の品種とも併せて、これらの品種内部で何が起きているのかを確認している」と彼は付け加えた。

その目的は、豊富な情報を備えたデータベースを構築し、研究者がすぐに利用できる既存の品種を特徴づけるだけでなく、新しい品種を創出できるようにすることです。

「予備的な知見に基づき、我々はすでに理想的なオリーブの木像を仮説として立てることができています」とカンティンティ氏は述べた。

彼の研究グループは、研究のためにサンタ・パオリーナ・データベースから4つのモデル植物を選定した。

「我々は、これらのモデル植物にストレスを与えた際に何が起こるかを解明しようとしている」と彼は語った。 「例えば、耐寒性品種と非耐寒性品種があると仮定しましょう。これらはそれぞれ導管が広く、あるいは狭いもので、一方はキシレラ菌に耐性があり、もう一方は耐性がないとします。これらに水ストレスを与えると、植物が環境ストレスとどう関わるかというメカニズムが品種によって完全に異なり、これは細胞レベルや遺伝子レベルで確認されます」

「そして、例えば前述のようなタンパク質を特定した場合、データベースを参照して各品種におけるそのタンパク質のレベルを確認します」とカンティーニ氏は付け加えた。「ある遺伝子が活性化していることが判明すれば、どの品種で活性化が高いかを確認します。そうなれば、それはマーカーと見なされます。」

「タンパク質、遺伝的、あるいは生理学的マーカーがあり、これらは苗木段階でも確認可能です」と彼は続けた。「その後、交配を行い、すべての兄弟株の中でそのマーカーを探し、そのマーカーを持つ個体のみを選抜します。これらはその後の研究で考慮されます。十分な数のマーカーがあれば、何世紀にもわたって農家によって放置されてきた古い品種を再発見することも、新しい品種を開発することも可能になります。」

現在、IBEの研究者たちは、サンタ・パオリーナ・コレクションに属する品種やアクセスションを含む1,200本のオリーブの木について、遺伝子指紋解析を実施している。

「コレクションの徹底的なスクリーニングと、関係者の先見的なビジョンを起点とすることで、これらの研究は近い将来、特定の植物病害の治療や予防に向けた興味深い発見につながるものと確信しています」とカンティーニ氏は締めくくった。

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