Centenarian olive trees as a source of resilience in the face of climate change
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Climate change has been a constant over time. However, in the last century, the pace at which they occurred has accelerated sharply, with a trend to worsen their effects in the near future. The occurrence of heat waves and droughts are increasingly frequent phenomena, with strong impacts on agroecosystems leading to agricultural losses. In Portugal, the olive tree Olea europaea L., is one of the main crops subject to these changes. It is one of the most important crops in Trás-os-Montes, with a high genetic and landscape heritage. In this region, there are many centenarian olive trees, which have resisted over time. In recent years, some of these centenarian specimens, in parallel with younger plants, have been studied concerning their resistance to diseases, pests, and extracted oils' composition. The differentiation of the olive oils based on the sensory and chemical profiles motivated the selection of some plants that were multiplied and planted in orchards. However, the low productivity coupled with the pressure to install more profitable crops has led to their replacement with an irreparable loss of the olive heritage. On the other hand, little is known about the response of young plants to climate change.
Thus, different strategies will be studied to clarify whether centenarian plants are a source of resilience to climate change, and whether the age of the plant has a decisive influence on the composition of the products obtained, as in some plant species, eg. vine. To this end, two different approaches will be followed. On one hand, centenarian plants will be characterized for the valorization of their germplasm and to select specimens with greater resistance to dryness, constituting a basis for breeding programs. On the other hand, the effect of plant age will be studied in terms of the chemical composition of the products, endophytic community and resistance to water stress, problem greatly increased by climate change. Thus, regarding the effect of plant age, and using cv. Verdeal Transmontana as a model, in a first phase, it will be studied the tree age effect on the composition of the leaves, fruits and extracted oils. Secondly, it is intended to identify the endophytic community in plants of different ages and to study its influence on the composition of the oils. In the third step, the selected plants, centenarian and young, will be propagated being then, under controlled conditions, subjected to water stress. In these propagated plants, the impact of the endophytic community on the stress resistance and its constancy during the propagation process will be evaluated. To achieve this objective, a multidisciplinary consortium will be constituted, including of two public higher education institutions IPB, FFUP, two research centers CIMO, Requimte, the Association of Producers in Integrated Protection of Trás-os-Montes and Alto Douro APPITAD and a local olive oil producer with strong implementation in the region Trás-os-Montes Prime, together with the support of specialists in the field of olive genetics and from the International Olive Council. The objective of the project will be achieved by carrying out five interconnected tasks, which will contribute to a common objective. Task 1 is dedicated to management and coordination; in task 2, specimens of cv. Verdeal Transmontana aged <10, ~ 50 and> 100 years, from an olive grove in which olive trees of different ages coexist, will be selected in order to evaluate the effect of the age of plants on leaves and fruits through morphological and physicochemical characterization. The information gathered will be complemented by the extraction of oils and further characterization of their physical-chemical composition and sensory profiles. The endophytic community of the selected plants will be studied in task 3, analysing the influence of tree age on the oils obtained. In task 4, a field test will be performed with plants multiplied from centenarian specimens and from those with less than 10 years, of the same cultivar. Under controlled conditions, resistance to water stress will be assessed through the analysis of biometric, physiological and physicochemical parameters. In the evaluation of the resistance, the use of molecular stress markers will be used. The endophytic community will also be evaluated and compared with the plants that gave rise to it. Finally, in task 5, the results obtained during the execution of the project will be disclosed. The execution of this project will help to understand the influence of the age of the plant on the products of the olive grove and to value the diversity of centenarian plants as a source of resistance to climate change, which loss would be irreparable, allowing to better preparing the future of this crop, so important for Portugal from an economic and cultural point of view.
As alterações climáticas têm sido uma constante ao longo dos tempos. Contudo, no último século, o ritmo a que ocorreram sofreu uma forte aceleração, com tendência a agravar os seus efeitos num futuro próximo. A ocorrência de ondas de calor e secas são fenómenos cada vez mais frequentes, com fortes impactos nos agroecossistemas levando a perdas agrícolas. Em Portugal, a oliveira Olea europaea L., é uma das principais culturas sujeita a essas alterações. É uma das culturas mais importantes em Trás-os-Montes, estando-lhe associada um elevado património genético e paisagístico. Nesta região, existe um elevado número de oliveiras centenárias, que resistiram ao passar do tempo. Nos últimos anos, alguns desses exemplares centenários, em paralelo com plantas mais jovens, têm sido estudadas no que respeita à resistência a doenças, pragas e à composição dos seus azeites. A diferenciação dos azeites que originam pelo perfil sensorial e químico, motivou a seleção de algumas plantas que foram multiplicadas e plantadas em pomar. No entanto, a baixa produtividade aliada à pressão para instalação de culturas mais rentáveis tem levado à sua substituição com perda irreparável do património olivícola. Por outro lado, pouco se sabe acerca da resposta das plantas jovens face às alterações climáticas. Assim, procurar-se-á esclarecer se as plantas centenárias são fonte de resiliência às alterações climáticas, e se a idade da planta tem influência determinante na composição dos produtos obtidos, como acontece em algumas espécies vegetais, ex. a videira. Para tal serão seguidas duas abordagens distintas. Por um lado caraterizar-se-ão plantas centenárias para valorização do seu germoplasma com vista à seleção de exemplares com maior resistência à secura, constituindo uma base para programas de melhoramento. E por outro, estudar-se-á o efeito da idade da planta ao nível da composição química dos produtos, comunidade endófitica e na resistência ao stress hídrico, incrementado pelas alterações climáticas. Assim, no efeito da idade da planta, e usando a cv. Verdeal Transmontana como modelo, numa primeira fase irá estudar-se o efeito da idade da planta na composição das folhas, frutos e azeite extraídos. Na segunda, pretende identificar-se a comunidade endofítica em plantas de diferentes idades e ver se esta influência a composição do azeite. Na terceira, as plantas selecionadas, centenárias e jovens, serão multiplicadas para posteriormente, em condições controladas, serem sujeitas a stress hídrico. Nestas plantas multiplicadas, será avaliado o impacto da comunidade endofítica na resistência a stresses e também a sua constância no processo de propagação. Para atingir este objetivo, foi estabelecido um consórcio multidisciplinar de duas instituições públicas de ensino superior IPB, FFUP, dois centros de investigação CIMO, Requimte, a Associação dos Produtores em Protecção Integrada de Trás-os-Montes e Alto Douro APPITAD e uma empresa produtora de azeites local com forte importância na região subcontratação Trás-os-Montes Prime, contando ainda com apoio de especialistas na área da genética da oliveira e suporte do Conselho Oleícola Internacional. O objetivo do projeto será concretizado através da realização de cinco tarefas interligadas entre si e que contribuem para um objetivo comum. A tarefa 1 é dedicada à gestão e coordenação; na tarefa 2, serão selecionados exemplares de cv. Verdeal Transmontana com <10 anos, ~50 anos e >100 anos num olival em que coexistem oliveiras de diferentes idades, com o objetivo de avaliar o efeito da idade das plantas nas folhas e frutos através da caracterização morfológica e físico-química. A informação obtida será complementada com a extração de azeites e caraterização da composição físico-química e perfil sensorial. A comunidade endofítica das plantas selecionadas será estudada na tarefa 3, analisando a influência da idade e estudando o possível efeito desta nos azeites obtidos. Na tarefa 4, será realizado um ensaio com plantas multiplicadas a partir de exemplares centenários e com menos de 10 anos, da mesma cultivar. Em condições controladas, será avaliada a resistência ao stress hídrico através de análise de parâmetros biométricos, fisiológicos e físico-químicos. Na avaliação da resistência, recorrer-se-á ao uso de marcadores moleculares indicadores de stress. Nessas mesmas plantas, será também avaliada a comunidade endofítica e comparadas com as plantas que lhe deram origem. Por último, na tarefa 5, serão divulgados os resultados obtidos ao longo da execução do projeto. A execução deste projeto contribuirá para perceber a influência da idade da planta nos produtos do olival e valorizar a diversidade das plantas centenárias como fonte de resistência às alterações climáticas, cuja perda seria irreparável, preparando melhor o futuro desta cultura tão importante para Portugal do ponto de vista económico e cultural.
