Des chercheurs travaillent pour inverser l'érosion génétique et sélectionner des variétés d'olives résilientes

Au centre de la discussion mondiale autour du lien entre développement durable et changement climatique, la biodiversité suscite plus d'intérêt. 

En termes de biodiversité oléicole, ces dernières années ont vu une attention croissante de la part des opérateurs du secteur agroalimentaire et des chercheurs, qui s'engagent à lutter contre l'érosion génétique, ainsi qu'à étudier et sélectionner des variétés plus résistantes.

"L'olivier (Olea europaea sous-espèce. Europeea) est une espèce d'arbre très ancienne avec une grande diversité génétique », a déclaré Samanta Zelasco, chercheuse au Centre pour les cultures d'oliviers, de fruits et d'agrumes du Conseil pour la recherche agricole et la recherche sur l'analyse économique agricole (CREA-OFA) de Rende. , en Calabre.

"Premièrement, nous devons préciser que »« diversité génétique » est la définition scientifique qui, dans le débat public, est généralement remplacée par »biodiversité », a-t-elle ajouté. 

Selon le dernier calcul officiel effectué par le CREA en 2012 sur le deuxième rapport de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture sur l'état des ressources phytogénétiques pour l'alimentation et l'agriculture, le germoplasme d'olive présent dans les principaux ex situ les collections dans le monde comptaient au moins 2,629 - variétés différentes. 

L'Italie possède la diversité génétique la plus riche, avec 734 dénominations inscrites au registre national des variétés de plantes fruitières, mis à jour en 2020 par le ministère italien de l'Agriculture.

"L'Italie possède un très grand nombre de variétés et la composition de son germoplasme d'olive est la plus grande et la plus variée au monde », a déclaré Zelasco. "Situé au centre de la Méditerranée, au cours des millénaires, le pays a connu plusieurs événements historiques et mouvements de population qui ont favorisé l'importation et l'échange de matériel végétal, contribuant à enrichir son patrimoine variétal.

Aujourd'hui, des signalements fréquents de prétendus nouveaux génotypes indiquent une grande diversité de matériel génétique. Pourtant, les chercheurs avertissent que le nombre précis de variétés ne peut être défini avec certitude en raison des multiples cas de synonymie et d'homonymie.

"Nous avons récemment effectué une enquête moléculaire approfondie sur les variétés italiennes en utilisant un très grand nombre de marqueurs qui couvrent la quasi-totalité du génome », a déclaré Zelasco. "Nous n'avons pas encore terminé l'étude, mais nous pouvons déjà dire que vraisemblablement une bonne partie du matériel génétique, peut-être la moitié, est représentée par des cas de synonymie. 

"La même chose se produit probablement dans d'autres pays », a-t-elle ajouté. "Pourtant, l'Italie possède un grand nombre de variétés, qui sont le résultat de sélections locales. Dans la plupart des régions italiennes, nous pouvons trouver environ 30 à 40 variétés, puis un large germoplasme également au niveau local.

Plusieurs lignes de preuves scientifiques indiquent que le zone de domestication de l'olivier est le Levant (c'est-à-dire la région de la Méditerranée orientale qui comprend aujourd'hui Chypre, Israël, la Jordanie, le Liban, la Syrie, la Palestine et la majeure partie de la Turquie), à ​​partir de laquelle il s'est répandu autour du bassin méditerranéen. 

La propagation végétative a joué un rôle crucial, raison pour laquelle de nombreux cas de synonymie peuvent être trouvés dans le germoplasme de l'olivier - Zelasco fournit l'exemple de la variété toscane Santa Caterina qui présente le même profil moléculaire que le cultivar espagnol Gordal Sevillana. Parallèlement, l'olivier s'est différencié localement, générant de nombreuses variétés.

"Lorsque des cas de synonymie, à savoir différentes dénominations du même cultivar, entrent en jeu, il peut y avoir des problèmes commerciaux », a déclaré Zelasco. "Litiges relatifs à l'approvisionnement en olives de table et huiles d'olive extra vierge provenant de sites géographiques différents de ceux prévus par les réglementations de production des Indications Géographiques Protégées (IGP) et des Appellations d'Origine Protégées (AOP) sont de plus en plus fréquentes. 

"Le reséquençage des génomes des variétés incluses dans les spécifications pourrait aider à sélectionner des marqueurs spécifiques aux cultivars capables d'identifier sans équivoque les variétés individuelles et de fournir un système de certification génétique plus efficace », a-t-elle ajouté.

Dans le contexte actuel, où la recherche vise à identifier des solutions dans le domaine de la durabilité, un pool génétique riche et varié peut devenir utile également pour puiser des gènes pour des programmes d'amélioration génétique.

"Une large biodiversité est utile pour les chercheurs qui souhaitent mener de nouveaux programmes de sélection », a déclaré Zelasco. "La première étape consiste à comprendre le comportement d'une variété au niveau agronomique, à détecter les gènes de son ADN qui améliorent des caractères particuliers, ou plutôt les mutations au sein des gènes responsables de l'amélioration des caractères agronomiques.

Pour observer l'expression génétique de variétés diverses, leur comportement doit être étudié dans un environnement unique, d'où l'importance des collections.

"Il faut des années pour phénotyper et caractériser une variété puisqu'il faut considérer »sur des années et »des années hors du cycle de roulement alterné de l'olivier, et nous avons besoin de données solides répétées au moins sur trois ou quatre ans », a déclaré Zelasco. 

"Comme la plupart des caractères agronomiques sont conditionnés par l'environnement, la comparaison variétale doit également être étendue à d'autres environnements qui peuvent être précisément représentés par les collections contenant des variétés communes », a-t-elle ajouté. "Une fois la comparaison entre les variétés terminée, nous pouvons retracer les gènes impliqués et les mutations responsables de l'amélioration des caractères.

Actuellement, de telles mutations sont utilisées dans la technique génomique innovante appelée édition du génome, qui fait partie des techniques d'évolution assistée, la dernière nouveauté du secteur. L'édition du génome consiste en une modification ponctuelle du génome en un site précis, à la différence de la mutagénèse traditionnelle qui agit de manière aléatoire.

"Les mutations améliorées sont identifiées par une approche statistique, et nous ne transférons pas l'ADN, mais nous identifions les séquences et donnons des instructions à un complexe enzymatique capable de reproduire la mutation », a déclaré Zelasco. 

"C'est un exemple clair d'amélioration de la diversité génétique de l'olivier », a-t-elle ajouté. "À savoir, nous identifions les caractères d'amélioration et les reproduisons dans la variété à améliorer sans altérer son patrimoine génétique.

Pour prendre un exemple concret, Carolea, variété la plus répandue en Calabre, fait partie des cultivars étudiés par les chercheurs du CREA pour sa sensibilité à Spilocaea oléaginea, responsable de la maladie des taches du paon, un problème phytosanitaire potentiellement important.

"Récemment, nous avons phénotypé la sensibilité à Spilocée oléaginea d'au moins 150 variétés dans notre collection, et donc nous serons bientôt en mesure d'identifier les mutations qui s'améliorent en reliant le génotype au phénotype », a déclaré Zelasco. 

"Les gènes responsables de la réponse de la plante au pathogène ont également été récemment identifiés par le groupe de recherche de l'Université de Palerme », a-t-elle ajouté. "Ensuite, dans les prochaines années, nous pourrons probablement reproduire la mutation améliorante de cette variété grâce à la technique d'édition du génome et donc avoir une Carolea améliorée qui tolère la tache du paon.

Face à la réduction des traitements phytosanitaires avec des plantes moins sensibles à certaines maladies, la recherche de techniques génomiques innovantes ouvre la voie à la sélection de plus de plantes adapté aux nouveaux scénarios climatiques.

Enfin, l'étude du matériel génétique permet de redécouvrir les variétés qui avaient été mis de côté et qui présentent des caractéristiques qui peuvent s'avérer utiles dans le contexte actuel. 

"Je peux donner l'exemple d'une variété apulienne négligée appelée Toscanina, qui a une teneur très élevée en acide oléique et des composés phénoliques et entre en production tôt tout en étant assez productif avec une alternance modérée », a déclaré Zelasco. 

"Nous le testons maintenant pour tolérance au stress hydrique et le stress biotique », a-t-elle ajouté. "Ce genre d'information fait encore défaut puisque ces aspects sont récemment devenus une priorité pour le monde scientifique.

Au moment de la rédaction, cinq nouvelles accessions sont prêtes à être incluses dans la collection du CREA à Mirto Crosia, située sur la côte ionienne de la Calabre, dans la province de Cosenza - ayant été génétiquement caractérisées, les accessions ont des profils moléculaires uniques.

"Ce sont encore des accessions non publiées, donc de nouvelles variétés potentielles, qui n'ont pas encore de nom défini », a déclaré Zelasco. 

Elle a précisé qu'ils avaient été trouvés en Calabre et dans d'autres régions italiennes, et certains d'entre eux proviennent de rejets de racines de plantes monumentales séculaires, dont un du porte-greffe de l'Olivone de Fibbianello à Semproniano, en Toscane.

"Des oliviers monumentaux sont un objet d'étude intéressant pour comprendre la phylogenèse de l'espèce », a déclaré Zelasco. "Une analyse génomique très poussée permet de comprendre comment l'espèce a évolué depuis la phase de domestication jusqu'à aujourd'hui.

"Une tendance actuelle est en effet de créer des collections de plantes sauvages, et une nouvelle collection de ce genre a été récemment créée en Croatie », a-t-elle ajouté. "Nous devons considérer que le matériel d'olive sauvage est un réservoir de nouveaux gènes très utiles pour un programme de sélection, notamment pour identifier des traits agronomiques plus résistants.