L’olivo (Olea europaea subsp. europaea) è una specie arborea molto antica ed è caratterizzato da una grande ricchezza in termini di diversità genetica. Ciascun paese, regione o areale del Bacino del Mediterraneo ha mantenuto le proprie varietà locali, impollinatori, ecotipi e forme spontanee e ferali in una serie molto variegata di microambienti e sistemi colturali. L’Italia, trovandosi al centro del Mediterraneo, ha subito diverse vicende storiche che hanno favorito l’importazione e lo scambio di materiale vegetale contribuendo ad arricchirne enormemente la piattaforma varietale. Sulla base del Secondo Rapporto sullo Stato delle Risorse Genetiche Vegetali per gli alimenti e l’agricoltura nel Mondo (SoWPGR-2) della FAO del 2010, che fornisce una panoramica mondiale sulle tendenze nella conservazione ed uso circa le Risorse Genetiche per l’Alimentazione e l’Agricoltura (PGRFA), il germoplasma olivicolo presente nelle maggiori collezioni ex situ del mondo ammonterebbe ad almeno 2.629 varietà diverse.
Secondo Bartolini et al. (2014), il germoplasma olivicolo italiano includerebbe 631 cultivar, conosciute anche con 1849 sinonimi, pari al 39% circa del totale mondiale, e 827 accessioni non completamente identificate e mantenute in 26 collezioni. Una revisione recente del database oleadb curata dal Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria - Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura (Crea-OFA) sede di Rende ha rilevato 730 denominazioni delle varietà italiane, decisamente superiori a quelle rilevate per la Spagna (297) e a tutti gli altri paesi del bacino Mediterraneo (Grafico 1).
Il recente Registro nazionale delle varietà di piante da frutto, aggiornato periodicamente dal Mipaaf, al 25/03/2020 annovera 734 accessioni di olivo, ma il numero delle varietà registrate è inferiore (il Registro è disponibile sul sito). Le continue segnalazioni di nuovi genotipi evidenziano una maggiore diversità del germoplasma italiano e perciò il numero delle varietà di olivo in Italia potrebbe essere sottostimato.
Numerosi lavori volti alla descrizione morfo-bio-agronomica, biochimica e alla caratterizzazione molecolare delle varietà di olivo sono stati pubblicati, ma, tuttavia, permane ancora una certa confusione sulla loro denominazione a causa di molteplici casi di sinonimia e di omonimia che caratterizzano il germoplasma olivicolo. Questi aspetti fanno sì che non si possa definire con certezza il numero preciso di varietà presenti in Italia, ma è indubbio che la composizione del germoplasma di olivo italiano sia la più ricca e variegata al mondo.
Utilità delle collezioni
Il mantenimento della biodiversità olivicola è un aspetto fondamentale poiché solo attraverso la conservazione della diversità genetica della specie sarà possibile contrastare fenomeni di erosione genetica mantenendo intatto il pool genico da cui attingere geni per programmi di miglioramento genetico. La conservazione e la caratterizzazione del germoplasma olivicolo costituisce, quindi, la premessa per avviare un processo di miglioramento produttivo e qualitativo della olivicoltura, attraverso l’acquisizione di conoscenze relative alla caratterizzazione genetica delle varietà, al loro comportamento agronomico e alle caratteristiche compositive ed organolettiche dell’olio corrispondente.
La costituzione di una collezione di germoplasma consente innanzitutto il confronto varietale attraverso la rilevazione di tratti agronomici la cui espressione è intrinseca nel Dna delle varietà dal momento che le condizioni ambientali sono generalmente omogenee e non influenzano l’espressione di tali tratti. Pertanto, è possibile valutare la resilienza dei diversi genotipi di olivo a condizioni climatiche estreme, la loro resistenza a parassiti e malattie e i tratti agronomici più significativi sempre in relazione alla componente genetica delle varietà oggetto di studio. Tuttavia, l’espressione dei caratteri di rilievo agronomico è condizionata in diversa misura dall’ambiente e per avere una conoscenza esaustiva del comportamento agronomico delle varietà in termini di adattabilità ambientale sarebbe auspicabile la costituzione di più collezioni in diversi ambienti con varietà comuni in modo da poter studiare gli effetti delle condizioni pedoclimatiche sull’espressione dei tratti agronomici e ricavarne l’interazione genotipo x ambiente. Sostanzialmente questo approccio ci consentirebbe di selezionare genotipi in grado di mantenere una buona performance agronomica anche in diversi areali di coltivazione.
Varietà e ambiente
Gli studi relativi all’interazione delle varietà con l’ambiente sono davvero molto scarsi in olivo e ad oggi condotti su pochissimi tratti. Grazie alla collaborazione scientifica tra il Crea-OFA di Rende e la Fondazione degli Studi Superiori Fojanini si stanno conducendo prove di confronto varietale tra cultivar comuni presenti nelle collezioni di Mirto Crosia e della Valtellina, due ambienti con condizioni pedoclimatiche molto differenti, in particolare per valutare la composizione chimica dell’olio. Dai primi risultati ottenuti da campioni di olio di varietà autenticate comuni tra le due collezioni ed analizzati attraverso la tecnica spettroscopica NMR nel 2019 da parte dell’Università del Salento, la composizione acidica risulta essere sempre superiore nell’ambiente valtellinese in condizioni di altitudine e latitudine superiori (Grafico 2). Inoltre, è stato osservato come alcune varietà (Leccino, Grossa di Spagna, Leccio del Corno) mostrino una variazione del contenuto di acido oleico molto più ridotta rispetto ad altre. Sebbene i risultati siano preliminari, vi sono diverse evidenze scientifiche che dimostrano come in alcune varietà di olivo la composizione acidica sia maggiormente sotto controllo genetico e quindi subisca un minor condizionamento ambientale.
A causa della confusione esistente nel panorama varietale olivicolo dovuta ai diversi casi di sinonimia e omonimia, risulta complicato individuare quali siano le varietà di riferimento. Il processo di identificazione di una varietà di riferimento viene definito autenticazione varietale che consente l’avvio del percorso di certificazione, strumento imprescindibile a garanzia di un’olivicoltura di qualità. L’indagine genetica è il primo strumento adottato in un processo di autenticazione varietale. Spesso può succedere che varietà con un profilo genetico molto simile, risultino essere diverse. In questo contesto acquisiscono particolare rilevanza i tratti morfologici che vengono condizionati in minor misura dall’ambiente, in particolare alcuni tratti dell’endocarpo. Trujillo et al. (2014) indicano come un set di 17 marcatori microsatellite (SSR) e 11 tratti morfologici dell’endocarpo, possano risultare efficaci nella discriminazione inter ed intra varietale.
La ricerca a sostegno delle collezioni
Il Progetto interregionale “Qualificazione del vivaismo olivicolo, caratterizzazione varietale sanitaria e innovazione nella tecnica vivaistica” (OLVIVA), ha individuato 200 varietà di riferimento attraverso indagini genetiche ed elaiografiche e costituzione delle relative fonti primarie. Le varietà di riferimento individuate dal progetto OLVIVA sono attualmente mantenute in diverse collezioni italiane. Considerando però la ricchezza del patrimonio varietale italiano che merita di essere valorizzato proprio in virtù della biodiversità che lo contraddistingue, ulteriori sforzi per la qualificazione varietale dovrebbero essere compiuti.
Recentemente il Consiglio Oleicolo Internazionale (COI) ha allargato il network delle collezioni a 30 paesi e finanziato il progetto THOC (True Healthy Olive Cultivars) che si pone come principali obiettivi l’autenticazione delle cultivar, l’individuazione di protocolli comuni per l’identificazione genetica e la certificazione fitosanitaria, affinché possa essere garantito lo scambio di materiale commerciale autenticato e sano tra paesi (vedi il sito). Il progetto prevede, quindi, il recupero e la moltiplicazione delle principali cultivar commerciali (101 varietà) da distribuire a tutti i paesi partecipanti.
Un’altra problematica riguarda l’autenticazione delle accessioni comuni presenti nelle diverse collezioni. Questa problematica non è ancora del tutto risolta e alcuni progetti sono attualmente in corso per l’esecuzione di confronti varietali tra collezioni internazionali. Il progetto europeo BEFORE (Bioresources for Oliviculture), finanziato nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE), coordinato dal CNR e supportato dal COI, ha previsto la costituzione di una rete multilaterale di personale di ricerca e innovazione coinvolto attivamente all’accesso, conservazione, valutazione e valorizzazione del germoplasma olivicolo, promuovendo lo scambio di conoscenze e competenze su un programma di ricerca condiviso incentrato sullo sviluppo di protocolli comuni per la caratterizzazione fenotipica e molecolare.
Nel 2020 è stato finanziato il Progetto europeo Mobilization of Olive GenRes through pre-breeding activities to face the future challenges and development of an intelligent interface to ensure a friendly information availability for end users (GEN4OLIVE), che coinvolge le cinque principali collezioni internazionali, localizzate in Italia, Spagna, Marocco, Turchia e Grecia. In riferimento alle collezioni, il progetto si propone:
- di autenticare le varietà comuni tra le diverse collezioni,
- di adottare protocolli comuni per studiare la risposta delle varietà presenti in ciascuna delle cinque collezioni, a Xylella fastidiosa, alla mosca dell’olivo e a stress abiotici quali il freddo e la siccità.
- Il progetto si propone anche di studiare gli effetti ambientali e l’interazione genotipo x ambiente sulle cultivar comuni presenti nelle cinque collezioni.
Caratterizzazione e catalogazione del germoplasma
Più in generale, l’elaiografia ha ancora un ruolo imprescindibile nel processo di descrizione varietale associata all’uso dei marcatori molecolari. La metodologia adottata oramai da tutta la comunità scientifica è quella messa a punto dalla International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV) che prevede l’adozione di una scheda di registrazione con 27 descrittori relativi:
- all’albero,
- alla foglia,
- al frutto
- e all’endocarpo.
Il campo collezione curato dal Crea-OFA di Rende, in agro di Mirto Crosia (Cosenza), annovera 458 varietà di olivo tra italiane e straniere e più di 150 accessioni, rappresentando uno dei campi di germoplasma più grandi al mondo. Nel 2016 è stata completata e realizzata una nuova raccolta dei dati morfo-bio-agronomici e molecolari, che comprende e descrive 188 varietà di olivo relativa al germoplasma della suddetta collezione.
La misurazione sistematica pluriennale di dati morfologici e dei tratti agronomici, come ad esempio
- il tasso di allegagione e di autofertilità,
- la produzione,
- la resa in olio,
- la composizione chimica dell’olio
- e la valutazione della tolleranza ad stress biotici e abiotici,
non consentono solamente la descrizione di una varietà e a fornire informazioni finalizzate all’orientamento varietale, ma assumono specialmente in olivo un significato di grandissima rilevanza ai fini del miglioramento genetico, in particolare nel processo di selezione di varietà e/o genotipi dai tratti agronomicamente superiori. Infatti, si tratta di dati quantitativi che possono essere statisticamente correlati a differenze strutturali presenti nel Dna (mutazioni) e che sono generalmente responsabili della variazione dell’espressione dei caratteri fenotipici. Questo approccio, definito “studio di associazione”, viene adottato per individuare direttamente il determinante genetico che sta alla base dell’espressione del carattere. Tale determinante potrà poi essere utilizzato per strategie di selezione assistita e/o per approcci di genome editing, fornendo le mutazioni che devono essere riprodotte entro uno o più geni per poter ottenere il tratto desiderato.
Come sopra accennato, la componente ambientale gioca sempre un ruolo nell’espressione dei tratti agronomici e pertanto la fenotipizzazione delle piante dovrebbe avvenire su genotipi comuni in ambienti diversificati, come per l’appunto collezioni diverse caratterizzate da varietà autenticate.
Le collezioni di germoplasma di olivo più rilevanti in Italia
In Italia esistono una o più collezioni di germoplasma di olivo in quasi tutte le regioni (Tab. 1). La Collezione di riferimento a livello nazionale ed internazionale è quella realizzata e gestita dalla sede di Rende del Crea-OFA. La Collezione si articola in più campi di germoplasma, ubicati a Mirto Crosia (Cosenza) e a Rende. Il più grande di essi è localizzato a Mirto Crosia (Cosenza), (foto in apertura) ospite dell’omonima azienda dell’Arsac, grazie ad apposita convenzione pluriennale, e costituito da 405 varietà italiane, 53 varietà straniere (da 11 nazioni) e 157 accessioni di varia provenienza (foto qui sotto).
Altri tre campi, di dimensioni minori, ma posti nelle vicinanze della sede di Rende del Crea OFA, sono ancora in una fase di sviluppo, soprattutto grazie al Programma RGV FAO, finanziato dal Mipaaf. Tutte le varietà della collezione Crea-OFA sono state caratterizzate a livello molecolare con diversi set di marcatori SSR, mentre, a livello morfo-bio-agronomico, sono state descritte 317 varietà, attraverso la recente redazione di due cataloghi varietali. Ad oggi, di questa collezione sono state autenticate 216 varietà, tra italiane e straniere.
Un’altra collezione di grande rilevanza è quella del CNR-Istituto per la Bio-Economia (IBE) di Firenze, sita presso l’Azienda Sperimentale Santa Paolina di Follonica (Grosseto), comprendente 544 accessioni caratterizzate a livello molecolare. Presso tale azienda il CNR-IBE detiene anche il campo di conservazione di piante madri per la certificazione varietale, che include tutte le varietà toscane di riferimento.
Vi sono poi altre collezioni a carattere internazionale, presenti in Umbria e gestite dalla Università di Perugia e dal CNR-Istituto di Bioscienze e Biorisorse (IBBR), mentre in Sicilia si trova la collezione di Pergusi (EN) (Tab. 1). Le altre collezioni includono, soprattutto, germoplasma locale talora presente in più di una collezione, come nel caso del CNR-IBE di Bologna che detiene ben 5 collezioni di germoplasma locale emiliano, molto del quale selezionato sul territorio, caratterizzato a livello molecolare e morfo-bio-agronomico, nonché iscritto al Registro Nazionale delle Varietà. Il CNR-IBE di Bologna detiene anche un centro di conservazione e di pre-moltiplicazione per la certificazione del materiale olivicolo.
Conservazione e miglioramento del patrimonio varietale
In conclusione, le collezioni di germoplasma olivicolo rivestono un ruolo cruciale nell’innovazione varietale perché consentono di conservare le risorse genetiche e di mantenere il pool genico che in olivo è ancora pressoché intatto costituendo una riserva di geni utili per il miglioramento genetico. L’autenticazione delle varietà è stato avviato grazie ad un enorme lavoro di caratterizzazione entro le collezioni di germoplasma olivicolo consentendo l’avvio dei percorsi di certificazione, attraverso la costituzione di fonti primarie registrate.
La certezza dell’identità genetica varietale è il primo elemento che consente di rispondere alle richieste di disciplinari di produzione Dop e Igp a garanzia e tutela sia del produttore sia del consumatore, facilitando percorsi di tracciabilità/rintracciabilità del prodotto e di valorizzazione delle risorse autoctone.
Lo studio della diversità genetica e fenotipica in olivo è ancora piuttosto lontana dal raggiungimento di importanti obiettivi come quello della selezione assistita da marcatori o individuazione di determinati geniche idonee all’applicazione delle moderne biotecnologie ma diversi progetti di ricerca volti proprio ad attività di autenticazione, genotipizzazione e fenotipizzazione dei materiali genetici presenti in una e/o più collezioni sono in corso e creeranno i presupposti per una più rapida evoluzione della nostra olivicoltura verso l’impiego di varietà più adatte a rispondere alle sfide della moderna olivicoltura.
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Gli autori sono del CREA-OFA (Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria- Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura, sede di Rende, Cosenza)
