Riassunto analitico
Questa tesi analizza individui di olivo selvatico e coltivato al fine di caratterizzare la morfologia pollinica e il profilo di una pianta emblema del Mediterraneo. Olea europaea L. è l’unica specie coltivata del genere Olea e presenta due forme: l’olivo selvatico (O. europaea subsp. europaea var. sylvestris) e l’olivo coltivato (O. europaea subsp. europaea var. europaea). La coltivazione secolare di olivo ha portato ad una grande biodiversità, rappresentata da circa 1200 cultivar, di cui la metà solo in Italia. I caratteri comunemente utilizzati per discriminare le cultivar sono la morfologia della pianta, il suo profilo genetico e la composizione biochimica dell’olio. La morfologia pollinica è un importante elemento sul quale la pressione evolutiva ha agito nel modificare i caratteri delle Angiosperme, pertanto il primo obiettivo di questa ricerca è stato indagare la morfologia pollinica di 14 cultivar italiane di olivo per verificarne la variabilità sulla base di uno o più caratteri e comprendere se il fenotipo del polline risenta dell’influenza ambientale o sia determinato solo dal genotipo. A questo scopo è stata indagata anche la possibilità di distinguere olivo selvatico da olivo coltivato sulla sola base della morfologia pollinica. Differenti sono le ipotesi su origine e domesticazione dell’olivo coltivato, avvalorate o smentite da analisi morfologiche e molecolari di specie attuali e di reperti archeologici. Le 14 cultivar analizzate sono state campionate presso il Centro di ricerca per l’olivicoltura e l’industria olearia di Rende, CS. Il materiale è stato sottoposto ad acetolisi, le misurazioni al microscopio ottico sono state effettuate su asse polare, diametro equatoriale, massima distanza tra i colpi in mesocolpium, distanza tra gli apici dei colpi, diametro massimo dei lumina in mesocolpium e in apocolpium, spessore dell’esina, spessore dei muri in mesocolpium. Le cultivar sono state raggruppate in tre classi principali sulla base delle dimensioni, diametro dei lumina e spessore dell’esina. Non esiste un carattere solo per discriminare tra loro le cultivar; è necessario considerare una combinazione di più caratteri per caratterizzare ciascuna cultivar.
Le cultivar sono state analizzare geneticamente tramite due distinti gruppi di SSRs, già utilizzati da altri autori per la loro capacità discriminante. Il confronto tra i dendrogrammi di similarità dei dati morfologici e molecolari mostra che poche cultivar sono simili sia a livello molecolare che a livello morfologico. La non totale concordanza tra gli alberi lascia presupporre che i fattori ambientali giochino un ruolo importante nella determinazione del fenotipo. Oleastri spagnoli e italiani sono stati analizzati morfologicamente con la stessa metodica delle cultivar. Il profilo molecolare dei selvatici italiani è stato indagato con gli stessi SSRs delle cultivar. I selvatici spagnoli sono stati analizzati con gli SSRs DCA3, DCA9, DCA5, DCA18, DCA16, DCA14, GAPU71B in collaborazione con l’Institituto de Recursos Naturales y Agrobiología. Per dimensioni polliniche, l’olivo selvatico italiano risulta più piccolo delle cultivar. È possibile quindi attribuire al polline di olivo archeologico l‘appartenenza a una o all’altra subspecie sulla base delle dimensioni. In conclusione, la variabilità morfologica studiata a livello macroscopico è confermata anche a livello pollinico, sia nell’ olivo coltivato che in quello selvatico. La morfologia pollinica può essere considerata un carattere utile nella identificazione di un’accessione ignota, mai slegata dallo studio molecolare, data l’influenza dell’ambiente sulla morfologia. Lo studio della morfologia pollinica può essere un ulteriore strumento per indagare l’origine e domesticazione dell’olivo.
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Abstract
In this thesis, wild and cultivated olive trees were analysed in order to investigate pollen morphology and genetic profile variability of this emblematic Mediterranean tree. Olea europaea L. is the only species cultivated of genus Olea and it is found in two forms: wild olive (O. europaea subsp. europaea var. sylvestris) and cultivated olive (O. europaea subsp. europaea var. europaea). Secular cultivation of olive tree produced a wide biodiversity with about 1200 cultivars, the half of them in Italy. Genetic variability can be evaluated in several ways: morphology, olive oil composition and molecular markers. In general, pollen morphology is an important feature on which evolutionary pressure has acted to modify the characters of Angiosperms. The first goal of my research was to investigate the pollen morphology of 14 Italian olive cultivars in order to identify new parameters useful in the olive characterisation and in evaluating the possible environmental influence on the pollen phenotype. The second goal was to investigate the possibility to distinguish wild and cultivated olive only by pollen morphology. Different hypothesis about origin and domestication of cultivated olive exist, supported or denied by molecular and morphological analysis, as well as by archaeological remains investigation. The 14 analysed cultivars belong to the experimental fields of the Centro di Ricerca per l’olivicoltura e l’industria olearia in Rende, CS. Pollen grains were subjected to acetolysis and examined by means of light microscopy. The morphometric parameters considered were polar axis, equatorial diameter, maximum distance between colpi in mesocolpium, distance between the apices of two colpi, maximum diameter of lumina in mesocolpium and in apocolpium, and exine reticulum thickness in mesocolpium.
Statistical analysis grouped the cultivars into three main classes based on size, diameter of lumina and exina thickness. A single pollen parameter was ineffective in discriminating types among the cultivars, but the combining of several parameters, revealed a unique pattern for each cultivar. The olive trees were genotyped by SSRs analysis using two different SSR groups. The comparison between dendrograms of morphological and molecular data shows a similarity among few cultivars. This result reveals that environmental factors can affect the pollen phenotype. Spanish and Italian wild olive were sampled and morphologically analysed with the same method of the cultivars. Italian wild olive molecular profiles were analysed such as cultivars. Spanish cultivars were genotyped by SSRs DCA3, DCA9, DCA5, DCA18, DCA16, DCA14, GAPU71B in collaboration with the Institituto de Recursos Naturales y Agrobiología, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas. The pollen dimensions are smaller in Italian wild olive than in cultivated olive. This feature seems indicative of the possibility that wild forms are distinguished from the cultivated forms. In conclusion, morphological variability detected at macroscopic level was also recognised in pollen. The pollen morphology can be regarded as character useful in new accession identification, but supported by molecular study due to the environmental influence on morphology. The study of pollen morphology may be an additional tool to investigate the origin and domestication of the olive by investigating, for example, pollen records from archaeological sites.
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