I ricercatori lavorano per invertire l'erosione genetica, allevare varietà di olive resilienti

Al centro del dibattito globale sul legame tra sviluppo sostenibile e cambiamento climatico, la biodiversità sta suscitando più interesse. 

In tema di biodiversità olivicola, negli ultimi anni si è assistito a una crescita dell'attenzione degli operatori del settore agroalimentare e dei ricercatori, impegnati a contrastare l'erosione genetica, nonché a studiare e allevare varietà più resilienti.

"L'olivo (Olea europaea sost. europaea) è una specie arborea molto antica con una grande ricchezza di diversità genetica”, ha affermato Samanta Zelasco, ricercatrice del Centro Olivicolo, Frutticolo e Agrumiero del Consiglio per la Ricerca Agraria e la Ricerca per l'Analisi Economica Agraria (CREA-OFA) di Rende , Calabria.

"Innanzitutto, dobbiamo chiarire questo 'diversità genetica' è la definizione scientifica che nel dibattito pubblico viene generalmente sostituita da 'biodiversità'”, ha aggiunto. 

Secondo l'ultimo calcolo ufficiale effettuato dal CREA nel 2012 sul Secondo Rapporto sullo stato delle risorse fitogenetiche per l'alimentazione e l'agricoltura dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, il germoplasma dell'olivo presente nelle maggiori ex situ le collezioni nel mondo ammontano ad almeno 2,629 varietà diverse. 

L'Italia ha la più ricca diversità genetica, con 734 denominazioni iscritte nel registro nazionale delle varietà di piante da frutto, aggiornato nel 2020 dal Ministero dell'agricoltura italiano.

"L'Italia vanta un numero molto elevato di varietà e la composizione del suo germoplasma di olive è la più grande e varia al mondo ", ha affermato Zelasco. "Essendo al centro del Mediterraneo, nel corso dei millenni, il Paese ha subito diverse vicende storiche e movimenti di persone che hanno favorito l'importazione e lo scambio di materiale vegetale, contribuendo ad arricchire il suo patrimonio varietale.

Oggi, frequenti segnalazioni di presunti nuovi genotipi indicano una grande diversità del germoplasma. Tuttavia, i ricercatori avvertono che il numero preciso di varietà non può essere definito con certezza a causa di molteplici casi di sinonimia e omonimia.

"Recentemente abbiamo condotto un'approfondita indagine molecolare sulle varietà italiane utilizzando un numero molto elevato di marcatori che coprono quasi l'intero genoma", ha affermato Zelasco. "Non abbiamo ancora completato lo studio, ma possiamo già dire che presumibilmente buona parte del materiale genetico, forse la metà, è rappresentato da casi di sinonimia». 

"Lo stesso probabilmente accade in altri paesi", ha aggiunto. "Tuttavia, l'Italia ha un numero enorme di varietà, che sono il risultato di selezioni locali. Nella maggior parte delle regioni italiane possiamo trovare circa 30-40 varietà, quindi un germoplasma ampio anche a livello locale”.

Diverse linee di prove scientifiche indicano che il zona di domesticazione dell'olivo è il Levante (cioè la regione del Mediterraneo orientale che comprende l'attuale Cipro, Israele, Giordania, Libano, Siria, Palestina e la maggior parte della Turchia), da cui si diffuse in tutto il bacino del Mediterraneo. 

La propagazione vegetativa ha svolto un ruolo cruciale, motivo per cui nel germoplasma dell'olivo si possono riscontrare numerosi casi di sinonimia – Zelasco fornisce l'esempio della varietà toscana Santa Caterina che mostra lo stesso profilo molecolare della cultivar spagnola Gordal Sevillana. Nel frattempo l'olivo si è differenziato localmente, generando molte varietà.

"Quando entrano in gioco casi di sinonimia, cioè diverse denominazioni della stessa cultivar, possono esserci problemi commerciali", ha detto Zelasco. "Controversie legali relative all'approvvigionamento di olive da mensa e oli extra vergine di oliva sono sempre più frequenti da siti geografici diversi da quelli previsti dal disciplinare di produzione delle Indicazioni Geografiche Protette (IGP) e delle Denominazioni di Origine Protetta (DOP). 

"Il risequenziamento dei genomi delle varietà incluse nel disciplinare potrebbe aiutare a selezionare marcatori cultivar specifici in grado di identificare in modo univoco le singole varietà e fornire un sistema di certificazione genetica più efficace", ha aggiunto.

Nel contesto attuale, dove la ricerca mira a individuare soluzioni nel campo della sostenibilità, un patrimonio genetico ricco e variegato può diventare utile anche per attingere geni per programmi di miglioramento genetico.

"Un'ampia biodiversità è utile per i ricercatori che vogliono realizzare nuovi programmi di allevamento", ha detto Zelasco. "Il primo passo è capire il comportamento di una varietà a livello agronomico, per individuare nel suo DNA i geni che migliorano particolari tratti, ovvero le mutazioni all'interno dei geni responsabili del miglioramento dei tratti agronomici”.

Per osservare l'espressione genetica di diverse varietà, il loro comportamento deve essere studiato in un unico ambiente, da qui l'importanza delle collezioni.

"Ci vogliono anni per fenotipizzare e caratterizzare una varietà poiché dobbiamo considerare 'on-anni' e 'anni di riposo nel ciclo di produzione alternata dell'olivo e abbiamo bisogno di dati affidabili ripetuti per almeno tre o quattro anni ", ha affermato Zelasco. 

"Poiché la maggior parte dei tratti agronomici è condizionata dall'ambiente, il confronto varietale deve essere esteso anche ad altri ambienti che possono essere rappresentati con precisione dalle collezioni contenenti varietà comuni", ha aggiunto. "Una volta concluso il confronto tra le varietà, possiamo risalire a quali geni sono coinvolti e quali sono le mutazioni responsabili dei tratti migliorativi».

Attualmente, tali mutazioni sono utilizzate nell'innovativa tecnica genomica chiamata genome editing, che fa parte delle tecniche di evoluzione assistita, l'ultima novità nel settore. L'editing del genoma consiste in una modifica puntuale del genoma in un sito specifico, a differenza della tradizionale mutagenesi che agisce in modo casuale.

"Le mutazioni migliorative vengono identificate attraverso un approccio statistico, e noi non trasferiamo il DNA, ma identifichiamo le sequenze e diamo istruzioni a un complesso enzimatico che è in grado di riprodurre la mutazione", ha detto Zelasco. 

"Questo è un chiaro esempio di miglioramento della diversità genetica dell'olivo ", ha aggiunto. "Vale a dire, identifichiamo i tratti migliorativi e li riproduciamo nella varietà da migliorare senza alterarne il patrimonio genetico”.

Per fare un esempio concreto, Carolea, la varietà più diffusa in Calabria, è una delle cultivar studiate dai ricercatori del CREA per la sua suscettibilità a Spilocaea oleaginea, che causa la malattia della macchia di pavone, un problema fitosanitario potenzialmente significativo.

"Recentemente, abbiamo fenotipizzato la suscettibilità a Spilocaea oleaginea di almeno 150 varietà nella nostra collezione, e quindi saremo presto in grado di identificare le mutazioni in miglioramento mettendo in relazione il genotipo con il fenotipo", ha affermato Zelasco. 

"Anche i geni responsabili della risposta della pianta al patogeno sono stati recentemente individuati dal gruppo di ricerca dell'Università di Palermo”, ha aggiunto. "Quindi, nei prossimi anni, saremo probabilmente in grado di riprodurre la mutazione in miglioramento in questa varietà attraverso la tecnica di editing del genoma e quindi avere una Carolea migliorata che tollera la macchia di pavone".

Considerata la riduzione dei trattamenti fitosanitari con piante meno suscettibili a determinate malattie, la ricerca su tecniche genomiche innovative apre la strada alla selezione di più piante adatto a nuovi scenari climatici.

Infine, lo studio del germoplasma lo rende possibile riscoprire le varietà che erano state accantonate e che hanno caratteristiche che possono rivelarsi utili nel contesto attuale. 

"Posso portare l'esempio di una negletta varietà pugliese chiamata Toscanina, che ha un altissimo contenuto di acido oleico e composti fenolici ed entra presto in produzione pur essendo abbastanza produttivo con una moderata alternanza", ha detto Zelasco. 

"Ora lo stiamo testando per tolleranza allo stress idrico e stress biotico", ha aggiunto. "Questo tipo di informazioni mancano ancora poiché questi aspetti sono recentemente diventati una priorità per il mondo scientifico».

Nel momento in cui scriviamo, cinque nuove accessioni sono pronte per essere inserite nella collezione del CREA a Mirto Crosia, situato sulla costa ionica della Calabria, in provincia di Cosenza – essendo state caratterizzate geneticamente, le accessioni hanno profili molecolari unici.

"Si tratta di accessioni ancora inedite, quindi potenziali nuove varietà, che non hanno ancora un nome definito”, ha detto Zelasco. 

Precisò che erano stati rinvenuti in Calabria e in altre regioni italiane, e alcuni di essi provengono da polloni radicali di piante secolari e monumentali, tra cui uno dal portainnesto dell'Olivone di Fibbianello a Semproniano, in Toscana.

"Ulivi monumentali sono un interessante oggetto di studio per comprendere la filogenesi della specie", ha detto Zelasco. "Un'analisi genomica molto approfondita ci permette di capire come la specie si è evoluta dalla fase di addomesticamento fino ad oggi».

"Una tendenza attuale è infatti quella di creare collezioni di piante selvatiche e una nuova collezione di questo tipo è stata recentemente creata in Croazia", ​​ha aggiunto. "Dobbiamo considerare che il materiale dell'olivo selvatico è un serbatoio di nuovi geni molto utili per un programma di miglioramento genetico, soprattutto per identificare tratti agronomici più resilienti".