Araştırmacılar, genetik erozyonu tersine çevirmek ve dayanıklı zeytin çeşitleri yetiştirmek için çalışıyor

Sürdürülebilir kalkınma ile iklim değişikliği arasındaki bağlantı üzerine küresel tartışmaların merkezinde, biyolojik çeşitlilik giderek daha fazla ilgi görüyor. 

Zeytin biyoçeşitliliği açısından, son yıllarda tarım-gıda sektöründeki operatörler ve genetik erozyona karşı mücadele etmenin yanı sıra daha dayanıklı çeşitleri incelemek ve yetiştirmekle uğraşan araştırmacılar arasında ilgi artmıştır.

Geniş bir biyolojik çeşitlilik, yeni ıslah programları yürütmek isteyen araştırmacılar için yararlıdır. - Samanta Zelasco, zeytin genetiği araştırmacısı, CREA

“Zeytin ağacı (Olea europaea subsp. europaea), çok zengin bir genetik çeşitliliğe sahip, çok eski bir ağaç türüdür,” dedi Calabria’nın Rende kentindeki Tarım Araştırmaları ve Tarım Ekonomisi Analizi Konseyi’ne (CREA-OFA) bağlı Zeytin, Meyve ve Narenciye Bitkileri Merkezi’nde araştırmacı olan Samanta Zelasco.

“Öncelikle, ‘genetik çeşitlilik’ kavramının bilimsel tanımının, kamuoyundaki tartışmalarda genellikle ‘biyolojik çeşitlilik’ ile ikame edildiğini açıklığa kavuşturmalıyız,” diye ekledi. 

Ayrıca bakınız: Genotip, Sızma Zeytinyağının Yağ Asidi İçeriğinde Önemli Rol Oynuyor

CREA tarafından 2012 yılında Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü’nün Gıda ve Tarım için Bitki Genetik Kaynaklarının Durumu Hakkında İkinci Raporu üzerine yapılan son resmi hesaplamaya göre, dünyadaki başlıca ex situ koleksiyonlarında bulunan zeytin germplazması en az 2.629 farklı çeşidi oluşturuyordu. 

İtalya, İtalyan Tarım Bakanlığı tarafından 2020 yılında güncellenen ulusal meyve bitkisi çeşitleri sicilinde listelenen 734 isimle en zengin genetik çeşitliliğe sahiptir.

Zelasco, “İtalya çok yüksek sayıda çeşide sahiptir ve zeytin germplazmasının bileşimi dünyadaki en geniş ve en çeşitlidir” dedi. “Akdeniz’in merkezinde yer alan ülke, binlerce yıl boyunca ülke, bitki materyalinin ithalatını ve değişimini destekleyen ve çeşit mirasının zenginleşmesine katkıda bulunan birçok tarihi olay ve nüfus hareketine sahne olmuştur.”

Günümüzde, yeni olduğu iddia edilen genotiplere dair sık sık gelen raporlar, büyük bir gen kaynakları çeşitliliğine işaret etmektedir. Ancak araştırmacılar, çok sayıda eşanlamlılık ve eşseslilik vakası nedeniyle çeşitlerin kesin sayısının kesin olarak belirlenemeyeceği konusunda uyarıyorlar.

“Kısa bir süre önce, neredeyse tüm genomu kapsayan çok sayıda belirteç kullanarak İtalyan çeşitleri üzerinde derinlemesine bir moleküler araştırma yaptık,” dedi Zelasco. “Çalışmayı henüz tamamlamadık, ancak şimdiden genetik materyalin büyük bir kısmının, belki de yarısının eşanlamlılık örnekleriyle temsil edildiğini söyleyebiliriz.” 

“Aynı durum muhtemelen diğer ülkelerde de geçerlidir,” diye ekledi. “Yine de İtalya, yerel seleksiyonların sonucu olan çok sayıda çeşide sahiptir. İtalya’nın çoğu bölgesinde yaklaşık 30 ila 40 çeşit bulabiliriz; dolayısıyla yerel düzeyde de geniş bir gen havuzu mevcuttur.”

Birkaç bilimsel kanıt dizisi, zeytin ağacının evcilleştirilme bölgesinin Levant (yani, günümüz Kıbrıs, İsrail, Ürdün, Lübnan, Suriye, Filistin ve Türkiye’nin çoğunu içeren Doğu Akdeniz bölgesi) olduğunu ve buradan Akdeniz havzasına yayıldığını göstermektedir. 

Bitkisel çoğaltma çok önemli bir rol oynamıştır; bu nedenle zeytin gen kaynaklarında birçok eşanlamlılık örneği bulunabilir – Zelasco, İspanyol Gordal Sevillana çeşidiyle aynı moleküler profili gösteren Toskana çeşidi Santa Caterina'yı örnek olarak vermektedir. Bu arada, zeytin ağacı yerel olarak farklılaşarak birçok çeşidin ortaya çıkmasına neden olmuştur.

Zelasco, “Eş­an­im­li­k, yani aynı kült­ü­varın farklı ad­la­rla anılması gibi durum­lar söz­konu­ol­du­ğunda, ticari sor­un­lar ortaya çık­a­bilir,” demi­şti. “Korunan Coğrafi İşaretler (PGI) ve Korunan Menşe İsimleri (PDO) üretim yönetmeliklerinde öngörülenlerden farklı coğrafi bölgelerden temin edilmesiyle ilgili hukuki ihtilaflar giderek daha sık görülmektedir.” 

“Spesifikasyonlarda yer alan çeşitlerin genomlarının yeniden dizilemesi, tek tek çeşitleri kesin olarak tanımlayabilen ve-spesifik markörlerin seçilmesine yardımcı olabilir ve tek tek çeşitleri kesin olarak tanımlayabilir ve daha etkili bir genetik sertifikasyon sistemi sağlayabilir,” diye ekledi.

Araştırmaların sürdürülebilirlik alanında çözümler bulmayı amaçladığı mevcut bağlamda, zengin ve çeşitlilik arz eden bir gen havuzu, genetik iyileştirme programları için gen seçimi açısından da faydalı olabilir.

Zelasco, “Geniş bir biyoçeşitlilik, yeni ıslah programları yürütmek isteyen araştırmacılar için yararlıdır” dedi. “İlk adım, bir çeşidin tarımsal düzeydeki davranışını anlamak, DNA’sında belirli özellikleri iyileştiren genleri, daha doğrusu tarımsal özelliklerin iyileştirilmesinden sorumlu genler içindeki mutasyonları tespit etmektir.”

Çeşitli çeşitlerin genetik ifadesini gözlemlemek için, davranışlarının tek bir ortamda incelenmesi gerekir; bu nedenle koleksiyonlar büyük önem taşır.

“Zeytin ağacının alternatif verim döngüsündeki ‘verimli yıllar’ ve ‘verimsiz yıllar’ı dikkate almamız gerektiğinden ve en az üç veya dört yıl boyunca tekrarlanan sağlam verilere ihtiyacımız olduğundan, bir çeşidin fenotipini belirlemek ve karakterize etmek yıllar sürer,” dedi Zelasco. 

“Agro­no­mik özelliklerin çoğu çevreye bağlı olduğundan, çeşit karşılaştırması, yaygın çeşitleri içeren koleksiyonlarla kesin olarak temsil edilebilen diğer ortamlara da genişletilmelidir,”” diye ekledi. ​“Çeşitler arası karşılaştırma tamamlandığında, hangi genlerin rol oynadığını ve özelliklerin iyileştirilmesinden sorumlu mutasyonları tespit edebiliriz.”

Şu anda, bu tür mutasyonlar, sektördeki en son yenilik olan destekli evrim tekniklerinin bir parçası olan genom düzenleme adlı yenilikçi genomik teknikte kullanılmaktadır. Genom düzenleme, rastgele etki eden geleneksel mutagenezden farklı olarak, genomun belirli bir bölgesinde noktasal bir modifikasyondan ibarettir.

Zelasco, “İyileştirici mutasyonlar istatistiksel bir yaklaşımla tespit ediliyor ve biz DNA’yı aktarmıyoruz, ancak dizileri tespit edip mutasyonu yeniden üretebilen bir enzimatik komplekse talimat veriyoruz” dedi. 

“Bu, zeytin ağacının genetik çeşitliliğini artırmanın açık bir örneğidir,” diye ekledi. “Yani, iyileştirici özellikleri tespit ediyor ve genetik yapısını değiştirmeden iyileştirilecek çeşitte bunları yeniden üretiyoruz.”

Somut bir örnek vermek gerekirse, Calabria’da en yaygın çeşit olan Carolea, CREA araştırmacıları tarafından, tavus kuşu lekesi hastalığına neden olan Spilocaea oleaginea’ya karşı duyarlılığı nedeniyle incelenen çeşitlerden biridir; bu hastalık, potansiyel olarak önemli bir bitki sağlığı sorunu.

“Son zamanlarda, koleksiyonumuzdaki en az 150 çeşidin Spilocaea oleaginea'ya karşı duyarlılığını fenotipik olarak belirledik ve bu sayede yakında genotipi fenotiple ilişkilendirerek iyileştirici mutasyonları tespit edebileceğiz,” dedi Zelasco. 

“Bitkinin patojene verdiği tepkiden sorumlu genler de yakın zamanda Palermo Üniversitesi araştırma grubu tarafından tespit edildi,” diye ekledi. “Böylece, önümüzdeki birkaç yıl içinde, genom düzenleme tekniği sayesinde bu çeşitteki iyileştirici mutasyonu muhtemelen yeniden üretebileceğiz ve böylece tavus kuşu lekesi hastalığına dayanıklı, iyileştirilmiş bir Carolea çeşidine sahip olacağız.”

Belirli hastalıklara karşı daha az duyarlı bitkilerle bitki sağlığı uygulamalarının azaltılması göz önüne alındığında, yenilikçi genomik teknikler üzerine yapılan araştırmalar, yeni iklim senaryolarına daha uygun bitkilerin seçilmesinin önünü açmaktadır.

Son olarak, germplazm çalışmaları, bir kenara bırakılmış olan ve mevcut bağlamda yararlı olabilecek özelliklere sahip çeşitlerin yeniden keşfedilmesini mümkün kılıyor. 

“Örnek olarak, oleik asit ve fenolik bileşik içeriği çok yüksek olan ve üretime erken giren, aynı zamanda ılımlı bir dönüşümle oldukça verimli olan, ihmal edilmiş bir Apulya çeşidi olan Toscanina'yı verebilirim,” dedi Zelasco. 

“Şu anda su stresi ve biyotik strese karşı toleransını test ediyoruz,” diye ekledi. ​“Bu tür bilgiler hâlâ eksik, çünkü bu konular bilim dünyası için son zamanlarda bir öncelik haline geldi.”

Bu yazının yazıldığı sırada, beş yeni örnek, Cosenza ilinin Calabria bölgesindeki İyonik kıyısında bulunan Mirto Crosia’daki CREA koleksiyonuna dahil edilmeye hazırdır – genetik olarak karakterize edilen bu örnekler, benzersiz moleküler profillere sahiptir.

Zelasco, “Bunlar henüz yayınlanmamış erişimler, dolayısıyla henüz belirli bir adı olmayan potansiyel yeni çeşitlerdir,” dedi. 

Bu örneklerin Calabria ve İtalya’nın diğer bölgelerinde bulunduğunu ve bazılarının asırlık, anıtsal bitkilerin kök sürgünlerinden geldiğini, bunlardan birinin de Toskana’nın Semproniano kasabasındaki Olivone di Fibbianello’nun anaçından çıktığını belirtti.

“Anıtsal zeytin ağaçları, türün filogenisini anlamak için ilginç bir çalışma konusudur,” dedi Zelasco. “Çok kapsamlı bir genomik analiz, türün evcilleştirme aşamasından bugüne kadar nasıl evrimleştiğini anlamamızı sağlıyor.”

“Güncel bir eğilim, yabani bitki koleksiyonları oluşturmaktır ve bu türden yeni bir koleksiyon yakın zamanda Hırvatistan’da oluşturuldu,” diye ekledi. “Yabani zeytin materyalinin, özellikle daha dayanıklı tarımsal özellikleri belirlemek için, bir ıslah programı için çok yararlı yeni genlerin bir rezervuarı olduğunu dikkate almalıyız.”

---