OMIBREED coinvolge nelle attività di ricerca 8 gruppi di ricerca, afferenti a quattro Università e a quattro istituti del Consiglio Nazionale delle Ricerche. L’Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante del CNR coordina i lavori del progetto che, in linea con le politiche di ricerca europea, si basa su un approccio multi-actor e multidisciplinare. Le attività di ricerca, inoltre, coinvolgono organismi nazionali e internazionali, come il Consiglio Oleicolo Internazionale, le Banche mondiali del germoplasma olivicolo, associazioni di agricoltori e autorità fitosanitarie a tutti i livelli.

L’obiettivo di questa azione è quella di raccogliere e determinare il profilo genetico di circa 3.000 cultivar di olivo a livello mondiale, da quelle ampiamente diffuse alle varietà minori, dagli ecotipi monumentali alle progenie da incrocio.
Le analisi genetiche integrano tecniche via via più accurate e precise per identificare il pool di varietà e genotipi su cui concentrare le complesse attività di fenotipizzazione per la risposta a Xylella fastidiosa (vedi azione 3).

A questo obiettivo prioritario si aggiunge quello di ottenere un dataset mondiale di genotipi di olivo classificati secondo marcatori comuni. Questa attività è il presupposto fondamentale per far avanzare le conoscenze sui determinanti genetici di tratti fenotipici di interesse, come caratteristiche agronomiche e produttive o di resistenza agli stress climatici o all’infestazione di parassiti. Queste conoscenze sono funzionali allo sviluppo di marcatori per la selezione assistita, che accelerano in modo significativo i processi di selezione e incrocio vegetale per ottenere piante più “resilienti” e meno suscettibili agli stress ambientali e agli attacchi di patogeni e parassiti.

In questa azione gli scienziati definiscono per un gruppo di genotipi di olivo selezionati in base alla diversità genetica la risposta alla infezione di Xylella fastidiosa. La risposta di questi è studiata sia a livello fenotipico con tecniche digitali ad alto rendimento (high-throughput), capaci di analizzare grandi quantità di dati con tempi e costi ridotti, che con gli approcci ‘omici’.

La combinazione via intelligenza artificiale delle informazioni ottenute dagli studi di fenomica, metabolomica, proteomica, trascrittomica ed epigenomica è lo strumento più avanzato attualmente disponibile per comprendere l’adattamento di organismo vivente a seguito di perturbazioni biologiche e quindi anche della risposta delle piante d’olivo alle infezioni da Xylella fastidiosa, potendo contribuire in modo sostanziale alla comprensione dei meccanismi alla base dell’interazione ospite-patogeno.

I risultati delle azioni 2 e 3 consentiranno di individuare le caratteristiche genetiche e morfologiche di migliaia di varietà e di catalogarle tramite marcatori molecolari, avviando programmi di selezione assistita da marcatori (MAS, Marker Assisted Selection), che consente di velocizzare e ridurre i costi e i tempi dei programmi di breeding per produrre nuovi genotipi portatori dei caratteri di interesse. La MAS è una tecnica utilizzata da decenni, ma per quanto riguarda l’olivo è ancora difficilmente applicabile, proprio per la scarsa o nulla disponibilità di marcatori molecolari affidabili.

L’avanzamento delle conoscenze genetiche permetterà di sviluppare marcatori molecolari non solo per la risposta alla Xylella fastidiosa, allo stress idrico e al freddo, ma anche per diversi altri caratteri legati al comportamento agronomico o produttivo di cui oggi si dispone di dati ma non delle conoscenze sui determinanti genetici. Questo sarà da volano per i ricercatori per programmare nuove combinazioni mirate di incrocio. Queste nuove progenie verranno valutate applicando i nuovi marcatori sviluppati, ottenendo così anche una validazione degli stessi su ampia scala.

Se in Italia Xylella fastidiosa ha creato i danni maggiori agli oliveti, una diversa sottospecie del batterio può nuocere anche a mandorli e ciliegi. Questa sottospecie, nota come multiplex, è già presente in Spagna e Israele e rappresenta un rischio anche per il resto del Mediterraneo.
Per questo motivo, OMIBREED integra gli studi sulla risposta alla Xylella fastidiosa di diversi genotipi di olivo, con l’esplorazione del comportamento di germoplasma di mandorlo e ciliegio nei confronti delle infezioni determinate da ceppi geneticamente diversi del batterio. Quest’azione ha quindi l’obiettivo di sviluppare un programma di test di patogenicità in queste specie da frutto, coadiuvato da saggi diagnostici molecolari e da rilievi fenotipici.

Le nuove tecniche di conservazione di genotipi di olivo rappresentano un’area di assoluto interesse per la ricerca. OMIBREED verifica le potenzialità applicative delle tecniche di micropropagazione (propagazione in vitro) e di conservazione in vitro a medio e a lungo termine tramite crioconservazione a -196 gradi di genotipi di olivo d’interesse, come genotipi antichi unici o piante secolari minacciate dalla Xylella fastidiosa nella piana degli olivi monumentali in Puglia. Questo permetterà di salvaguardare questo prezioso materiale, propagarlo in maniera clonale garantendone l’aspetto genetico-sanitario e conservarlo in massima sicurezza fitosanitaria.