Araştırmacılar, zeytin çeşitlerinin kökenini dört ana genetik kurucuya kadar izledi

İspanya’daki araştırmacılar, türünün ilk örneği olan bir “zeytin soy atlası” hazırladılar; bu atlas, Akdeniz bölgesinde ve ötesinde yetiştirilen zeytinlerin genetik olarak nasıl birbirine bağlı olduğuna dair ayrıntılı ve bazen şaşırtıcı bir tablo sunuyor.

Araştırma, yüzlerce ebeveyn-yavru ilişkisini yeniden yapılandırıyor ve bazı durumlarda yüzyıllardır belirsiz kalan soy kalıplarını ortaya çıkarıyor. Sonuçlar, zeytin çeşitliliğinin kökenleri ve yayılımı hakkında yeni ayrıntılar sunarken, gerçek dünyada hemen uygulanabilecek pratik veriler de sağlıyor.

“Yetiştiricilerin ve gen bankası yöneticilerinin gerçekten kullanabileceği bir soy ağacı oluşturmak istedik.” – Francisco Jesús Gómez-Gálvez, araştırmacı

Çalışmanın baş yazarı Francisco Jesús Gómez-Gálvez’e göre, bu çalışma, dünyanın en büyük zeytin gen kaynakları koleksiyonlarından biri olan Córdoba Dünya Zeytin Gen Kaynakları Bankası’nda (WOGBC) yürütülen günlük araştırmalardan doğmuştur.

WOGBC ekibi, birkaç yıl boyunca aynı 96 yeni nesil DNA markör panelini kullanarak koleksiyonun tamamının yanı sıra yeni keşfedilen materyallerin de genotip analizini gerçekleştirdi. Bu, araştırmacıların gerçekten farklı çeşitleri, farklı isimler altında tutulan kopyalardan ayırt etmelerine olanak sağladı.

Gómez-Gálvez, elde edilen veri setinin “daha önce kimsenin sahip olmadığı bir şey olduğunu: Akdeniz ve ötesinden yaklaşık 840 farklı çeşitin hepsinin tam olarak aynı şekilde genotiplendirilmiş hali” olduğunu belirtti.

Gómez-Gálvez, bilimsel literatürü incelerken, çok sayıda çeşidin soy ağacını yeniden oluşturmak için SNP belirteçleri kullanan üzüm ve elma soyağacı çalışmalarına rastladı. Zeytinler için de benzer bir atlas oluşturma fikri şekillenmeye başladı.

Projenin pratik ve bilimsel değerini fark eden Gómez-Gálvez, temel araştırmalara başladı ve bu çalışmalar sonunda bu yıl BMC Plant Biology dergisinde yayınlanan çalışmaya yol açtı.

“İshalatçılar ve gen bankası yöneticilerinin gerçekten kullanabileceği bir soyağacı istiyorduk,” diye açıkladı. “Bunun arkasında pratik bir endişe de var. Modern yüksek yoğunluklu çit bahçeleri için yetiştirilen yeni çeşitlerin çoğu, doğrudan veya dolaylı olarak tek bir çeşit olan Arbequina’dan türemiştir. Yetiştirme programlarında çeşitliliği korumak istiyorsanız, öncelikle çeşitlerin birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu bilmeniz gerekir.”

Çalışma, dört ana kurucu çeşit belirledi: Gordal Sevillana, Safrawi, Toffehi Tataouine ve Lechín de Granada.

Bu dört çeşit, sağlam bir şekilde sınıflandırılan 280 yavrunun 132’sinin, yani toplamın yüzde 47,5’inin ebeveynleri olma olasılığı en yüksek olanlardı. Bunlar arasında Toffehi Tataouine’nin zeytin yetiştiriciliği tarihinde bu kadar önemli bir yere sahip olduğundan daha önce hiç şüphelenilmemişti.

Gordal Sevillana’nın 91 sağlam üçlü ve 12 farklı ebeveyn çiftinde aday ebeveyn olduğu sonucuna varıldı; yavrularının çoğunu sadece üç çift oluşturuyordu.

Gordal Sevillana ve Lechín de Granada, çoğunlukla güneybatı Akdeniz bölgesinden gelen 53 çeşit için en olası ebeveyn çifti olarak tanımlandı. Bunlar arasında Manzanilla de Sevilla, Cornicabra, Cordovil de Serpa ve Picholine Marocaine’nin yanı sıra Şili ve Peru’da yaygın olan Güney Amerika kökenli bir çeşit olan Azapa da yer almaktadır.

Azapa’nın ebeveynlerinin keşfi, araştırmacıları, kaybolduğu düşünülenler de dahil olmak üzere eski Akdeniz çeşitlerinin, Amerika kıtasında korunmuş olabileceğini ve buraya getirildikten sonra yerel çeşitlilik göstermeye devam etmiş olabileceğini öne sürmeye yöneltmiştir.

Daha önce bildirilmemiş bir kombinasyonda Toffehi Tataouine ile eşleştirilen Gordal Sevillana, çoğunluğu İspanya’nın kuzeyinden olmak üzere 19 çeşitle ilişkilendirildi; bunlara İspanya’nın güneyindeki Amargoso, Fransa’daki Grossanne ve Sicilya’daki Abunara da dahildir.

Yazarlar, Morchiaio ile birlikte, Buga ve Oblica’nın yanı sıra İtalyan Ascolana Tenera da dahil olmak üzere, çoğunlukla Balkanlar’dan gelen 10 yavru çeşidi belirlediler.

Kloroplast verileri, Gordal Sevillana’nın Lechín de Granada ile yaptığı melezlemede polen vericisi olduğunu gösterdi; yazarlar, bu türün bu melezlemelerin çoğunda bu rolü üstlendiğine inanıyor ve bu da onun erkek kurucu olarak sınıflandırılmasını pekiştiriyor.

Safrawi’nin 14 ebeveyn çiftinde aday ebeveyn olduğu ve 34 farklı yavru ürettiği sonucuna varılmıştır. Bu türün yavruları, dört kurucu türün yavruları arasında en geniş dağılıma sahipti ve aralarında Yunanistan’daki Karydolia, İran’daki Rowghani, Tunus’daki Gerboui ve İspanya’daki Farga yer almaktadır.

Dört kurucu arasında Safrawi, birden fazla yavru üreten ebeveyn çiftlerinde en sık tespit edilen kurucu olmuştur.

Gómez-Gálvez tarafından “unutulmuş bir kurucu” olarak tanımlanan ve yakın zamanda İspanya’nın kuzeyindeki eski bir ağaçla genetik olarak eşleştirilen Toffehi Tataouine, Tunus’un güneyinden gelen az bilinen bir çeşittir.

Bu çeşit, dört ebeveyn çiftinde yer almıştır. Gordal Sevillana ile eşleştirilmesinin yanı sıra, en verimli kombinasyonu 11 yavru üreten Safrawi ile olanıydı. İspanya’nın kuzeyindeki Claramunt ve Domengues çeşitlerinin yanı sıra, bu yavrular arasında Türkiye’nin Ayvalık çeşidi ile çeşitli Yunan ve Arnavut çeşitleri de bulunmaktadır.

Yunan çeşidi Dafnelia ile eşanlamlı olan Lechín de Granada, güneybatı Akdeniz’deki 57 çeşidin muhtemel ebeveyni olarak tanımlandı; bunların çoğu Gordal Sevillana ile melezlenmesinden kaynaklanmaktadır.

Diğer kombinasyonlar arasında Safrawi; ticari Changlot Real çeşidinin ebeveyni olan doğu İspanya kökenli Genovesa; Mısır kökenli Sebhawy; ve İtalyan Rotondella di Melfi yer almaktadır.

Gómez-Gálvez, araştırmacıların çalışmalarının hem kısa vadede hem de uzun vadede bir dizi pratik uygulaması olduğunu düşündüklerini belirtti.

Yüksek yoğunluklu çit sistemleri için ortaya çıkan birçok çeşit, Arbequina’nın doğrudan veya dolaylı torunları olduğundan, genetik tabanın daralabileceğine dair endişeler bulunmaktadır.

Yüksek yoğunluklu çit sistemlerine uygun, büyüme gücü düşük çeşitlerin yetiştirilmesi ve Arbequina ile ilgili genetik materyalin tekrar tekrar kullanılması, bu tür sistemlerin verimliliğini artırabilir. Ancak, birbiriyle yakından ilişkili atalara tekrar tekrar güvenmek, genetik tekdüzeliği de artırabilir.

Genetik tekdüzelik, bitkilerin biyotik ve abiyotik streslere uyum sağlama yeteneğini sınırlayabilir ve bu da yeni zararlılara, hastalıklara ve çevresel değişikliklere karşı savunmasızlığı artırabilir.

Yazarlar, bu tür etkilerin zeytinlerde kanıtlandığını iddia etmemektedir. Ancak, bu üründe akrabalı üreme depresyonu henüz belgelenmemiş olsa da, diğer odunsu türlerde yaygın olarak rapor edildiğini belirtmektedirler; bu durum, bu türlerde canlılığı, çiçeklenmeyi ve meyve tutumunu azaltabilir ve meyve dökülmesine, tohum çimlenmesinde ve fide hayatta kalmasında zayıflamaya, anormal büyümeye ve hastalık direncinin kaybına katkıda bulunabilir.

Bu nedenle, zeytin ebeveynlik atlası gibi kapsamlı ve güvenilir bir referans, yetiştiricilerin birbirleriyle çok yakın akraba olmayan ebeveynleri seçmelerine olanak tanıyarak, istenen özellikleri korurken genetik tabanı genişletmelerine yardımcı olabilir.

“Çit sistemlerinde potansiyel gösteren Arróniz, Rotondella di Melfi ve Zeitoun Boubezzoula çeşitleri, Arbequina’nın yaygın kullanımına alternatif olarak daha fazla araştırılabilecek genetik olarak farklılaşmış materyallerin örnekleridir,” diye yazmışlardır yazarlar.

Zeytin, G1 ve G2 olmak üzere iki gruptan oluşan bir öz-uyumsuzluk sistemine sahiptir. Bir gruba ait bir çeşit, yalnızca diğer gruptaki çeşitlerle uyumludur. Bu nedenle, bir çeşidin grubunun güvenilir bir şekilde belirlenmesi, ıslah programlarının verimliliğini ve hızını artırabilir.

Benzer şekilde, bir ıslah uzmanı açık tozlaşma yoluyla üretilen tohumları ektiğinde, yalnızca anne bilinir. Doğru soy verileri, muhtemel babanın belirlenmesine yardımcı olabilir.

Örneğin, İtalya’nın Apulia bölgesindeki Xylella fastidiosa enfekte bölgesinde, hastalığa duyarlı ağaçların yerine kullanılan iki dayanıklı çeşit Favolosa ve Leccino’dur.

Atlas, Frantoio tohumundan elde edilen Favolosa'yı, yüksek puanla bir Frantoio-Ascolana Tenera meleziyle eşleştirerek, ebeveynlik verilerinin tarımsal açıdan özellikle önemli durumlarda nasıl ek bilgi sağlayabileceğini göstermektedir.

Araştırmacılar ayrıca atlası, gen bankası yönetimi için yararlı bir araç olarak görüyorlar. Soy ağacı bilgileri, koleksiyon seçimine rehberlik edebilir ve kayıtları eksik veya kayıp olan materyallerin kökeninin belirlenmesine yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, çalışmada tespit edilen dört kurucu türün, hangi çeşitlerin dizilimine karar verilirken referans noktası olarak kullanılabileceğini, çünkü bu türlerin genomlarının ilgili çeşitlerdeki eksik genetik verilerin çıkarılmasına yardımcı olabileceğini eklediler.

Zeytin soy atlası halihazırda kapsamlı olsa da, Gómez-Gálvez daha yapılacak çok iş olduğunu düşünüyor.

Gómez-Gálvez, soyağacı bilgilerini, çiçeklenme zamanı, meyve özellikleri, hastalık direnci, yağ bileşimi ve kuraklığa adaptasyon gibi genomik ve fenotipik verilerle birleştirmeyi bir sonraki önemli adım olarak belirledi.

“Çeşitlerin birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu bilmek, tarihsel ve genetik bir çerçeve sağlar,” dedi. “Ancak bir sonraki soru, hangi özelliklerin ve alellerin çeşit aileleri aracılığıyla aktarıldığıdır.”

Araştırma, genetik çalışmalarda yeterince temsil edilmeyen bölgelerden gelen çeşitlerin de dahil edilmesiyle genişletilebilir.

Gómez-Gálvez, “Bu, ek kurucu genotipleri ve çeşitlenme yollarını ortaya çıkarabilir” dedi. “Doğu Akdeniz’de hâlâ karakterize edilmesi gereken muazzam bir çeşitlilik olduğuna kuvvetle inanıyoruz.”

Makalede, yeni çeşitlerin genotiplendirilmesi ile birlikte atlasın sürekli olarak güncellenmesi gerektiği vurgulanmaktadır. Ayrıca, çalışmanın sağlamlık eşiklerinin altında kalan ve daha fazla araştırma gerektiren ilişkiler de tespit edilmiştir.

Buna bir örnek, Lechín de Granada ve Gordal Sevillana’dan Picual ve Hojiblanca’ya uzanan olası bir soy hattıdır; yazarlar, bu hattın daha yüksek yoğunluklu SNP dizileri veya tam genom dizilemesi kullanılarak yeniden incelenmesi gerektiğini belirtmiştir.

Gómez-Gálvez, “Zeytinin birikmiş çeşitliliği, sadece bir miras koleksiyonu olarak görülmemelidir,” diyerek sözlerini tamamladı. “Bu, genetik seçeneklerin canlı bir hazinesidir. Bu çeşitliliğin birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak, gelecekteki çevre ve üretim koşullarında zeytin yetiştiriciliğinin ihtiyaç duyabileceği çeşitleri geliştirmek için bu çeşitliliği daha akıllıca kullanmanın ilk adımıdır.”