Brotación, floración y necesidades de frío en variedades de olivo en Córdoba

Abstract

El olivo es una especie subtropical de hoja perenne que se adapta bien al suave clima invernal mediterráneo. La región mediterránea está considerada una de las zonas más vulnerables a los efectos del cambio climático en el futuro próximo. En particular, el olivo es muy sensible al cambio climático, que puede tener profundos efectos en la fenología, el rendimiento, los patrones de plagas y enfermedades, entre otros factores. Incluso existe el riesgo de que el cultivo desaparezca en determinadas zonas debido a posibles efectos asociados al cambio climático. Además, la expansión del cultivo del olivo a regiones del mundo muy diferentes a la zona de clima mediterráneo ha hecho imprescindible profundizar en el conocimiento de la fenología del olivo. Todas las fases fenológicas (brotación, floración y maduración) están influenciadas por las condiciones climáticas, por lo que el estudio de la fenología es crucial para comprender el impacto del cambio climático y encontrar formas de mitigar sus efectos. Una de las formas de conservación de los recursos fitogenéticos en especies arbóreas son las colecciones de campo ex situ en bancos de germoplasma. Concretamente en olivo gran número de estas variedades se encuentra conservado como colecciones vivas. En estas colecciones cientos de variedades se cultivan en campo en igualdad de condiciones climáticas y de manejo, por lo que son instalaciones únicas para caracterizar la diversidad funcional existente en el olivo cultivado. El banco de germoplasma de olivo de Córdoba, formado por la colección del IFAPA y la de la Universidad de Córdoba, es la colección internacional de referencia de variedades de olivo, y la más antigua y mejor caracterizada a nivel internacional. El primer capítulo de esta tesis se centra en el seguimiento de la fenología de la brotación y la floración en el Banco Mundial de Germoplasma de Olivo de la Universidad de Córdoba durante el periodo 2015-2023. Obteniendo los datos medios de fecha de brotación y floración de más de 200 variedades de olivo y del conjunto de la colección. Los resultados obtenidos se compararon con los datos de floración de 124 variedades de olivo llevados a cabo en el Banco de Germoplasma Mundial de Córdoba – IFAPA en el periodo 1973-1993. Se pudo comprobar como la fecha media de plena floración se ha adelantado en 9 días, pasando del 8 de mayo para el periodo 1973-1993, al 29 de abril para el periodo 2015-2023, debido al aumento progresivo de las temperaturas medias en estos 50 años. La generalización de la latencia en las yemas axilares de ramos del año (reposo invernal) permite a los olivos soportar las bajas temperaturas en invierno y brotar posteriormente cuando se completan las necesidades de frío y luego acontecen temperaturas más cálidas favorables para el crecimiento y el desarrollo. Las necesidades de frío son la cantidad de frío acumulado que necesita una variedad para que las yemas axilares latentes salgan del reposo invernal y recuperen la capacidad de crecer. Por tanto, la acumulación de frío está estrechamente relacionada con la temperatura. Un amplio rango de temperaturas, de 7 a 15 ºC, contribuye a la acumulación de frío, siendo la temperatura óptima de 12,5 ºC. Las temperaturas superiores a 16 ºC no permiten la acumulación de frío y las temperaturas superiores pueden anular el frío acumulado. Se pueden utilizar métodos empíricos o estadísticos para estimar el período de latencia. En otros frutales es común el uso del método de explantos o estaquillas de ramos. Para ello se muestrean secuencialmente ramos durante el invierno y se ponen en condiciones de crecimiento forzado para evaluar la brotación a medida que de forma natural van completando las necesidades de frío. En el segundo capítulo de este trabajo se estudió salida del reposo de yemas axilares tanto en árboles adultos como usando el método de las estaquillas en condiciones controladas (12/12 h luz/oscuridad, 20ºC y >85% humedad relativa) Se observó la misma pauta de brotación de yemas reproductoras en ambos casos. Además, se determinó que 20 ºC es una temperatura óptima para que, una vez acumulado el frío necesario, se produzca la brotación en dichas estaquillas en cámara. Con lo que se valida el método de estaquillas para determinar las necesidades de frío en olivo. El olivo es una especie muy heterocigótica y con una enorme diversidad genética que se traduce en un número muy elevado de variedades tradicionales. Haciendo uso de las variedades del banco de germoplasma de la Universidad de Córdoba, en el tercer capítulo se puso a punto el método de estaquillas, demostrando que las variedades de olivo tienen diferentes necesidades de frío y calor para la salida del reposo y brotación en campo de 24 variedades representativas de la variabilidad genética del olivo. Las 24 variedades se clasificaron en tres grupos de bajas, medias y altas necesidades de frío. ’Gordal Sevillana, ‘Hojiblanca’ y ‘Frantoio’ son ilustrativas de bajas, medías y altas necesidades de frío, respectivamente. Análogamente, ‘Hojiblanca’, ‘Picual’ y ‘Frantoio’ son ilustrativas de bajas medias y altas necesidades de calor. En resumen, esta Tesis trata de mejorar la comprensión del comportamiento de las variedades de olivo ante la situación presente y el futuro escenario de cambio climático. Para ello se ha llevado a cabo una evaluación de la variabilidad genética de variedades tradicionales representativas y la validación del método de explantos. Ello permitirá evaluar la variabilidad de las necesidades de frio para la salida de reposo y la brotación reproductora y de calor para el periodo brotación-floración en la Red de Bancos de Germoplasma de Olivo del Consorcio COI-FAO-Bancos.

The olive tree is a subtropical evergreen that adapts well to the mild Mediterranean winter climate. The Mediterranean region is considered one of the most vulnerable areas to the effects of climate change in the near future. The olive tree in particular is very sensitive to climate change, which can have profound effects on phenology, yield, pest and disease patterns, among others. There is even a risk that the crop may disappear in certain areas due to possible effects associated with climate change. Furthermore, the expansion of olive cultivation to regions of the world with climates very different from the Mediterranean has made it essential to deepen our knowledge of olive tree phenology. All phenological phases (budburst, flowering and ripening) are influenced by climatic conditions, so the study of phenology is crucial to understand the impact of climate change and to find ways to mitigate its effects. One of the forms of conservation of plant genetic resources in tree species is ex situ field collections in germplasm banks. In the case of olive trees in particular, a large number of these cultivars are maintained as living outdoor collections. In these collections, hundreds of cultivars are grown in the field under the same climatic and management conditions, making them unique facilities to characterize the functional diversity existing in the cultivated olive tree. The Cordoba Olive Germplasm Bank, made up of the IFAPA collection and that of the University of Cordoba, is the international reference collection of olive cultivars, the oldest and best characterized at the international level. The first chapter of this thesis focuses on monitoring the phenology of budburst and flowering in the Worldwide Olive Germplasm Bank of the University of Córdoba during the period 2015-2023. The average dates of budburst and flowering were obtained for more than 200 cultivars of olive trees and the entire collection. The results obtained were compared with the flowering data of 124 olive tree cultivars carried out at the Worldwide Germplasm Bank of Córdoba - IFAPA during the period 1973-1993. It was possible to verify how the average date of full flowering has advanced by 9 days, from 8 May for the period 1973- 1993 to 29 April for the period 2015-2023, due to the progressive increase in average temperatures during these 50 years. The generalization of the dormancy in the axillary buds of the branches of the year (winter rest) allows the olive trees to withstand low temperatures in Winter and to budburst later, when the chilling requirement is completed and then warmer temperatures favorable for growth and development appear. The chilling requirement is the amount of accumulated chilling that a variety needs for the dormant axillary buds to emerge from dormancy and regain the ability to grow. Therefore, chilling requirement is closely related to temperature. A wide range of temperatures, from 7 to 15 ºC, contributes to chilling, with the optimal temperature being 12.5 ºC. Temperatures above 16ºC do not allow chill to accumulate, and higher temperatures can cancel out the accumulated chilling. Empirical or statistical methods can be used to estimate the latency period. In other fruit trees, the use of the explant or branch cutting method is common. To do this, branches are sequentially sampled during the winter and placed under forced growth conditions to evaluate germination as they naturally complete the chilling requirement. In the second chapter of this thesis, the release of axillary buds from dormancy was studied both in adult trees and using the cutting method under controlled conditions (12/12 h light/dark, 20ºC and >85% relative humidity). sprouting pattern of reproductive buds in both cases. In addition, it was found that 20ºC is an optimal temperature for germination of these cuttings in the chamber, once the necessary chilling has accumulated. This validates the cutting method for determining the chilling needs of olive trees. The olive tree is a very heterozygous species with an enormous genetic diversity, which is reflected in a very high number of traditional cultivars. Using the cultivars from the germplasm bank of the University of Córdoba, in the third chapter was developed the cutting method, demonstrating that olive tree cultivars have different requirements for chilling and heat to come out of dormancy and sprout in the field. of 24 cultivars representative of the genetic variability of the olive tree. The 24 cultivars were divided into three groups of low, medium and high chilling requirements. Gordal Sevillana, Hojiblanca and Frantoio are examples of low, medium and high chilling requirements, respectively. Similarly, 'Hojiblanca', 'Picual' and 'Frantoio' illustrate low average and high heat requirements. In summary, this thesis tries to improve the understanding of the behavior of olive tree cultivars in the current situation and in the future scenario of climate change. To this end, an evaluation of the genetic variability of representative traditional cultivars and the validation of the explant method have been carried out. This will allow the evaluation of the variability of the chilling requirements for the emergence of dormancy and reproductive budburst and of the heat requirements for the budburst-flowering period in the Olive Germplasm Bank Network of the IOC-FAO Banks Consortium.