研究人员致力于扭转基因侵蚀,培育有弹性的橄榄品种

了解橄榄品种的遗传多样性将有助于农民选择适合其气候和植物检疫环境的最佳品种。

Mirto-Crosia 的 CREA-OFA 橄榄种质资源收集图
由伊莱妮亚·格兰尼托(Ylenia Granitto)
10年2023月16日11:- UTC
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Mirto-Crosia 的 CREA-OFA 橄榄种质资源收集图

在围绕可持续发展与气候变化之间的联系的全球讨论的中心, 生物多样性正在引起更多兴趣

在橄榄生物多样性方面,近年来,农业食品领域的经营者和研究人员越来越关注橄榄树,他们致力于抵消遗传侵蚀,并研究和培育更具抵抗力的品种。

广泛的生物多样性对于想要开展新育种计划的研究人员很有用。- Samanta Zelasco,CREA 橄榄遗传学研究员

橄榄树 (油橄榄 子空间。 欧洲)是一种非常古老的树种,具有丰富的遗传多样性,”仁德农业研究和农业经济分析研究委员会(CREA-OFA)橄榄、水果和柑橘作物中心研究员 Samanta Zelasco 说,在卡拉布里亚。

首先,我们必须澄清一点 “遗传多样性”是一个科学定义,在公共辩论中通常被替换为 生物多样性,”她补充道。 

另见:基因型对初榨橄榄油的脂肪酸含量起着重要作用

根据 CREA 于 2012 年对联合国粮食及农业组织《粮食和农业植物遗传资源状况第二次报告》进行的最新官方计算,主要油橄榄种质资源 非原生境 全世界的收藏品至少有2,629个不同的品种。 

意大利拥有最丰富的遗传多样性,意大利农业部于 734 年更新的国家果树品种名录中列出了 2020 个品种。

意大利拥有非常多的品种,其橄榄种质资源的组成是世界上最大、最多样化的。”泽拉斯科说。 几千年来,该国位于地中海中心,经历了多次历史事件和人民运动,这些事件和人民运动有利于植物材料的进口和交换,有助于丰富其品种遗产。”

如今,频繁出现的所谓新基因型的报道表明种质具有巨大的多样性。 然而,研究人员警告说,由于存在多个同义和同音异义的情况,因此无法确定确切的变体数量。

我们最近使用大量几乎覆盖整个基因组的标记对意大利品种进行了深入的分子研究,”泽拉斯科说。 我们还没有完成这项研究,但我们已经可以说,大概遗传物质的很大一部分,也许是一半,是由同义的情况代表的。” 

同样的情况也可能发生在其他国家,”她补充道。 尽管如此,意大利仍有大量品种,这些都是当地选择的结果。 在意大利大多数地区,我们可以找到大约 30 到 40 个品种,然后在当地也能找到广泛的种质。”

多项科学证据表明 橄榄树驯化区 是黎凡特(即东地中海地区,包括今天的塞浦路斯、以色列、约旦、黎巴嫩、叙利亚、巴勒斯坦和土耳其大部分地区),它从这里传播到地中海盆地。 

无性繁殖发挥了至关重要的作用,因此在橄榄种质中可以找到许多同义案例 - Zelasco 提供了托斯卡纳品种 Santa Caterina 的例子,它显示了与西班牙品种 Gordal Sevillana 相同的分子特征。 与此同时,橄榄树在当地发生了分化,产生了许多品种。

当同义现象(即同一品种的不同名称)出现时,可能会出现商业问题,”泽拉斯科说。 与食用橄榄采购有关的法律纠纷 特级初榨橄榄油 来自与受保护地理标志 (PGI) 和受保护原产地名称 (PDO) 生产法规设想的不同地理位置的产品越来越频繁。” 

对规范中包含的品种的基因组进行重新测序可以帮助选择能够明确识别单个品种的品种特异性标记,并提供更有效的遗传认证系统,”她补充道。

在当前背景下,研究旨在确定可持续发展领域的解决方案,丰富多样的基因库也可以用于为遗传改良计划提取基因。

广泛的生物多样性对于想要开展新育种计划的研究人员来说非常有用,”泽拉斯科说。 第一步是在农艺水平上了解品种的行为,检测其 DNA 中改善特定性状的基因,或者更确切地说,检测负责改善农艺性状的基因内的突变。”

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为了观察不同品种的基因表达,必须在单一环境中研究它们的行为,因此收集非常重要。

需要数年时间才能对品种进行表型分析和表征,因为我们必须考虑 年' 和 橄榄树交替结果周期中的“小年”,我们需要至少在三到四年内重复的可靠数据,”Zelasco 说。 

由于大多数农艺性状都受到环境的影响,因此品种比较还必须扩展到其他环境,这些环境可以通过包含常见品种的集合来精确表示。”她补充道。 一旦品种之间的比较结束,我们就可以追踪涉及哪些基因以及导致性状改善的突变。”

目前,此类突变被用于称为基因组编辑的创新基因组技术,该技术是辅助进化技术的一部分,是该领域的最新发明。 基因组编辑包括在特定位点对基因组进行精确修改,这与随机作用的传统诱变不同。

改进的突变是通过统计方法识别的,我们不转移 DNA,但我们识别序列并向能够复制突变的酶复合物发出指令,”Zelasco 说。 

这是增强橄榄树遗传多样性的一个明显例子,”她补充道。 也就是说,我们识别出改进的性状,并将它们复制到待改进的品种中,而不改变其遗传背景。”

举一个具体的例子,Carolea 是卡拉布里亚地区分布最广的品种,也是 CREA 研究人员研究的品种之一,因为它对 油绣球螺, 它会导致孔雀斑病,这是一个潜在的严重植物检疫问题。

最近,我们对这种疾病的易感性进行了表型分析 油橄榄 我们收集了至少 150 个品种,因此我们很快就能通过将基因型与表型联系起来来识别改进的突变,”Zelasco 说。 

巴勒莫大学的研究小组最近也鉴定了负责植物对病原体反应的基因,”她补充道。 然后,在接下来的几年里,我们可能能够通过基因组编辑技术在该品种中复制改良突变,从而获得能够耐受孔雀斑的改良卡罗利亚。”

考虑到减少对某些疾病不易感的植物的植物检疫处理,创新基因组技术的研究为选择更多植物铺平了道路 适合新的气候场景.

最后,对种质资源的研究使得 重新发现品种 这些内容已被搁置,并且具有在当前情况下可以证明有用的特征。 

我可以举一个被忽视的阿普利亚品种托斯卡尼纳(Toscanina)的例子,它的油酸含量非常高, 酚类化合物 并尽早进入生产,同时通过适度的交替保持相当高的生产力,”Zelasco 说。 

我们现在正在测试它 对水分胁迫的耐受性 和生物压力,”她补充道。 此类信息仍然缺失,因为这些方面最近已成为科学界的优先事项。”

截至撰写本文时,五种新种质已准备好纳入位于科森扎省卡拉布里亚爱奥尼亚海岸的米尔托克罗西亚 (Mirto Crosia) 的 CREA 收藏品,这些种质经过基因鉴定,具有独特的分子特征。

这些仍然是未发表的种质,因此是潜在的新品种,但还没有明确的名称,”Zelasco 说。 

她指出,它们是在卡拉布里亚和意大利其他地区发现的,其中一些来自具有数百年历史的纪念性植物的根吸盘,其中一种来自托斯卡纳森普罗尼亚诺的费比亚内洛橄榄树的砧木。

巨大的橄榄树 是了解该物种系统发育的一个有趣的研究对象,”泽拉斯科说。 非常彻底的基因组分析使我们能够了解该物种从驯化阶段到现在是如何进化的。”

当前的趋势确实是创建野生植物收藏,最近在克罗地亚创建了此类新收藏,”她补充道。 我们必须考虑到野生橄榄材料是新基因的库,对于育种计划非常有用,特别是对于识别更具弹性的农艺性状。”


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