Originea, domesticirea și dispersia perelor (Pyrus spp.)

Abstract

Pera (Pyrus communis L.) este un fruct tipic regiunilor temperate, avându-și originea și domesticirea în două puncte diferite, China și Asia Mică până în Orientul Mijlociu. Este al cincilea cel mai răspândit fruct din lume, fiind produs în principal în China, Europa și Statele Unite. Perele fac parte din familia rozaceelor, fiind un „văr” apropiat al mărului, dar cu unele particularități care fac ca acest fruct să fie special, cu o aromă delicată. Astfel, merită o atenție deosebită și o trecere în revistă meticuloasă a întregii istorii implicate, precum și a cercetărilor recente care i-au fost dedicate, datorită importanței economice și culturale a acestui fruct într-o serie de țări și culturi. Prin urmare, scopul acestei analize bibliografice este de a aborda istoria originii, domesticirii și răspândirii perelor, precum și de a raporta botanica acestora, scenariul lor actual în lume, precum și ameliorarea și conservarea lor.

1. Introducere

Pera, un fruct tipic al climei temperate, cu gust delicat, plăcut și fin, are o largă acceptare în întreaga lume. Prin forma sa, ea inspiră designerii și arhitecții. Fructul încântă generații întregi; încă din 1661, Jean-Baptiste de La Quintinie, avocat și botanist, responsabil de grădinile palatului Versailles, pasionat de cultivarea perelor, scria în rapoarte: „Trebuie mărturisit că, dintre toate fructele din acest loc, natura nu arată nimic atât de frumos și nici atât de nobil ca această pară. Perele sunt cele care fac cea mai mare cinste pe mese…”

Pera se consumă mai ales in natura, în plăcinte, prăjituri, însoțind brânzeturi tari sau carpaccio, risotto, gemuri și înghețate și este un fruct excelent pentru a fi consumat în diete, datorită valorii sale calorice scăzute. Are o valoare nutritivă ridicată, cu cantități rezonabile de vitaminele A, B1, B2, B3 și C și minerale precum sodiu, potasiu, fosfor, calciu, magneziu și fier. Are multe fibre, dând rezultate excelente în tratarea constipației și a inflamațiilor intestinale. Mulți recomandă perele pentru a vindeca anomalii precum cistita și pietrele la rinichi .

Aparținând genului Pyrus, care își are originea în perioada terțiară, în vestul Chinei, perele și-au avut dispersia din nordul Italiei, Elveția, fosta Iugoslavie, Germania, Grecia, Moldova și Ucraina până în est, în țări precum Iran, Uzbekistan, China, Japonia, Coreea și Bhutan. Din punct de vedere comercial, se împarte în două grupe majore: Perele europene și perele asiatice. Prima, cu textură alungită și corpolentă, și a doua, cu textură nisipoasă și corp rotunjit, fac ca acest fruct să fie al nouălea în producția mondială, fiind în principal o marfă în China .

2. Taxonomie, origine și speciație

Numele de pară provine din latină, pera sau pira, cu unele variante, cum ar fi în franceză poire, în germană peer, iar în Grecia acras ca tip sălbatic și apios ca pară cultivată.

Aparține clasei Equisetopsida C. Agardh de plante vasculare, subclasa Magnoliidae Novák ex Takht, caracterizată prin plante care au frunze și flori cu nervuri. Aparține familiei Rosales Bercht. & ordinul J.Presl, și familiei Rosaceae Juss, cu flori hermafrodite, polipetale și stamine periginice, perele, din Pyrus L., genul este un fruct de mare importanță pentru agricultura țărilor de latitudine moderată, fiind cultivat pe scară largă în China, Europa Occidentală și Statele Unite ale Americii .

Subfamilia Maloideae, din care face parte genul Pyrus, are un număr cromozomial de bază ca , ceea ce este corect dacă se compară cu alte specii de Rosaceae, unde sau . Dintre cele trei ipoteze care au apărut începând cu anii 1920 pentru a explica evenimentul, cea mai acceptată teorie sugerează un alotraploid sau alopoliploid provenit din încrucișarea dintre două forme primitive ale familiei Rosaceae, Prunoideae cu și Spiraeoideae cu . Această teorie s-a bazat pe observarea unei predominanțe a cromozomilor univalenți (cromozomi nepereche) și nu din cromozomi multivalenți în timpul meiozei. Ulterior, studiile privind izozimele au susținut această teorie . Majoritatea perelor cultivate sunt diploide (), dar există câteva soiuri poliploide de P. communis și Pyrus × bretschneideri. Potrivit unor autori , speciația de Pyrus a avut loc fără o modificare a numărului de cromozomi. Se crede că genul Pyrus a luat naștere în timpul perioadei terțiare (acum 65 până la 55 de milioane de ani) în regiunile muntoase din vestul Chinei, unde se concentrează un număr foarte mare de specii din genul Pomoideae și Prunoideae. Luând în considerare zonele de răspândire a diferitelor genuri de Pomoideae, este probabil ca strămoșul comun al acestora să fi fost larg răspândit în acel teritoriu în timpul Cretacicului sau Paleocenului și înainte de Terțiar. Dovezile sugerează că dispersia și speciația pereilor a urmat lanțurile muntoase atât la est cât și la vest . În această perioadă, în unele localități din Europa de Est și din Caucaz au fost găsite doar câteva urme de frunze, cum ar fi satul Parschlug, Austria, și munții Kakhetia, unde au fost găsite fosile de Pyrus theobroma. În timp ce în estul Georgiei, Horizon Akchagyl, Azerbaidjan și Turcia, au fost găsite și frunze fosile de Pyrus communis L. În înregistrările postglaciare, urme de fructe au fost găsite în depozitele lacustre din Elveția și Italia . Se crede că procesul de domesticire a urmat ceea ce se observă în prezent în Caucaz, unde se pot găsi multe tipuri de peri care cresc din abundență .

Există două centre de domesticire și origine primară a genului Pyrus: primul este situat în China, al doilea situat în Asia Mică până în Orientul Mijlociu, în munții Caucaz, și un al treilea centru secundar situat în Asia Centrală .

Numărul de specii catalogate variază foarte mult în funcție de interpretarea fiecărui autor, de la 20 la 75 de specii . Sunt catalogate 23 de specii sălbatice, toate originare din Europa, Asia temperată și regiunile muntoase nordice ale Africii . Perele sunt clasificate în trei grupe în funcție de numărul de carpele și de mărimea fructului: fructe mici care au două carpele cunoscute sub numele de pere asiatice, fructe mari cu cinci carpele și fructe cu trei sau patru carpele care sunt hibrizi ai fructelor menționate mai sus. Perele asiatice au o textură crocantă, în timp ce perele europene au o textură onctuoasă și suculentă, cu gust și aromă caracteristice. Perele se înmulțesc prin altoire, unde altoiul este adaptat împotriva stresului, cum ar fi alcalinitatea solului, seceta, frigul. Diversitatea speciilor este concentrată în vestul Eurasiei până în estul Asiei și mai ales în China (tabelul 1), dar mai multe specii sunt menționate de mai mulți autori, fără a exista un consens, ceea ce îngreunează o organizare, deoarece multe dintre ele sunt hibrizi între specii, iar în unele cazuri, diferite regiuni folosesc nume diferite pentru aceleași soiuri . În aceste două regiuni, se formează două grupe distincte de specii, de est și de vest (tabelul 2). Studiile indică faptul că există o distanță genetică mare între aceste două grupuri . Primul se concentrează pe majoritatea perelor cultivate, care se găsesc în Europa, Africa de Nord, Asia Mică, Iran, o parte din Asia Centrală sovietică și Afganistan. Al doilea grup include speciile care se concentrează în Asia de Est, în munții Tien-Shan și Hindu Kush și în Japonia. În acesta din urmă, există un grup foarte mare de cultivare în China și Japonia . În prezent, există mai multe lucrări care urmăresc să estimeze distanța genetică dintre diferitele cultivare, concentrate în băncile de gene și în programele de ameliorare.

Cercetătorii de la Universitatea din Lleida (UDL-ETSIA) au putut estima distanța genetică a 141 de accesiuni spaniole de P. communis (trecute și actuale) prin intermediul a opt markeri SSR. Au fost utilizate, de asemenea, treisprezece cultivare spaniole bine cunoscute care reprezintă diversitatea acestora, dar toate cele treisprezece au fost grupate într-un singur cluster, ceea ce arată baza genetică îngustă a cultivarelor P. communis din Spania, cauzată în principal de cerințele pieței .

Un alt studiu a fost efectuat de un grup de cercetători chinezi, în care, prin intermediul a șase markeri SSR, a fost posibilă verificarea distanței genetice a 98 de specii de Pyrus, inclusiv 51 de Pyrifolia, Pyrus japonez și chinezesc, 11 P. ussuriensis, 24 de pere albe chinezești, șase tipuri sălbatice, două specii coreene, două cultivare de P. communis și 2 tipuri neidentificate. Rezultatele au arătat gruparea acestor cultivare în 10 grupe, cu 4 grupe compuse din pere albe și nisipoase de origine chineză și japoneză. Rezultatele au arătat că soiurile de cultivare japoneze au ca părinți, perele nisipoase chinezești. Soiurile vestice au format grupe separate și îndepărtate de perele orientale .

Multe studii au fost efectuate în contextul identificării variațiilor genetice și a grupării populațiilor de pere cultivate în China, deoarece fructul este o marfă de mare importanță pentru această țară, așa cum a fost studiul a 233 de soiuri de P. pyrifolia, „perele de nisip”, a reușit să determine nivelul de diversitate genetică și gradul de înrudire a companiilor prin 14 markeri SSR .

În 2013, secvențierea genomului perelor a fost finalizată prin combinarea tehnologiei de secvențiere illumina și a unei strategii BAC prin BAC (cromozom artificial bacterian) la un par asiatic numit „Suli” . Această strategie a minimizat limitarea secvențierii unui genom heterozigot. Rezultatele au arătat o frecvență de 1,02% de SNP-uri și 53,1% de secvențe repetate în genomul perelor. S-a verificat că porțiunea genomică a perelor și merelor este foarte asemănătoare, iar diferențele majore dintre ele sunt secvențele repetate care se transpun în mod activ.

Proiectul de secvențiere a genomului perelor a concluzionat că densitatea medie a genelor este de una la 12 kb în cel puțin 42.812 loci genetici, un număr similar în comparație cu alte plante, și că genomul perelor și al merelor sunt aproape egale în ceea ce privește numărul de gene. Proiectul a arătat, de asemenea, că conținutul de lignină găsit la pere este similar cu cel al plopului, ceea ce indică faptul că acest conținut de lignină este implicat în formarea celulelor cu sâmburi . Din abordările genomice utilizate în acest proiect, s-a obținut o mai bună înțelegere a acestei culturi pomicole, ceea ce se va reflecta în viitoarele îmbunătățiri.

3. Domesticirea și ameliorarea

Domesticarea are drept consecință modificarea frecvențelor genice în ceea ce privește populațiile inițiale. O specie complet domesticită este dependentă de om pentru a supraviețui; cu alte cuvinte, nu se poate reproduce în natura însăși. Domesticirea fructelor a început abia în urmă cu aproximativ 6.000 de ani, prin înmulțire vegetativă, din cauza ratei ridicate de heterozigozitate la acestea. Ca urmare, au apărut autofertilitatea la peri și piersici, hermafroditismul la struguri, partenocarpia, fructele fără semințe la bananieri și absența spinării la unele fructe. În această perioadă, au fost domesticite fructe mediteraneene străvechi, cum ar fi strugurele, măslinul, smochinul și rodia. Chiar și citricele, bananele, merele, perele, gutuile, meduzele, migdalele, caisele, cireșele, piersicile și prunele au fost domesticite în Asia Centrală și de Est. Unele fructe, cum ar fi kiwi, afinele și nucile pecan au fost domesticite abia în secolele XIX și XX. Cea mai veche mențiune despre cultivarea perelor în Europa a fost făcută de Homer în Grecia antică, cu puțin mai puțin de trei mii de ani în urmă, care a scris că „Perele sunt un dar de la Dumnezeu” . Atunci a început reproducerea și, de asemenea, istoria perelor ca plante cultivate. Theophrastus (371-287 î.Hr.), un alt grec, a făcut, de asemenea, rapoarte importante despre pară. Același a distins formele sălbatice de cele cultivate și a sugerat că genotipurile crescute au primit un nume special, precum și alte observații importante privind ameliorarea în general . O mare contribuție la cultivarea perelor a fost adusă de romani. Portius-Cato (235-150 î.Hr.) a descris metodele de înmulțire, altoire și îngrijire a fructelor și a descris, de asemenea, șase soiuri de pere. Un alt mare scriitor al Romei antice, Terentius Varro, a dedicat o parte din lucrările sale agriculturii (116-27 î.Hr.), descriind metodele de altoire și depozitare. Dintre istoricii romani, cel mai important dintre toți a fost Pliniu cel Bătrân (23-79 d.Hr.), care a descris în detaliu aproape toate soiurile de sezon, într-un manuscris cu mai mult de șaizeci de ediții. Pe scurt, vechii romani au raportat mai mult de 40 de soiuri existente în secolul I î.Hr. și au descris metode de cultivare similare celor practicate în prezent . Se știu puține lucruri despre introducerea perelor în Franța, dar la mijlocul secolului al VIII-lea, cultivarea s-a dezvoltat foarte bine la fața locului, făcând din această țară, în secolele al XVI-lea și al XVII-lea, cel mai mare producător mondial al acestui fruct. În secolul al XVIII-lea, Belgia a dezvoltat numeroase soiuri, printre care unele care sunt importante și astăzi, precum soiurile „Beurre Bosc”, „Beurre d’Anjou”, „Flemish Beauty” și „Winter Nelis” .

Îmbunătățirea perelor s-a petrecut în Europa de la două specii: Pyrus communis și P. nivalis. Prima, perele comun european, este complet sterilă și are în fondul său genetic o influență a altor specii, cum ar fi P. eleagrifolia, P. spinosa, P. nivalis și P. syriaca . Cel de-al doilea, folosit la fabricarea vinului, are o mare importanță în Marea Britanie și Franța de peste 400 de ani. Cele mai multe soiuri lansate în Europa au fost dezvoltate prin polenizare deschisă, iar fructele au fost selectate în funcție de moliciunea și aspectul lor onctuos.

În Asia, cultivarea a început cu peste 2500 de ani în urmă, având ca specii principale Pyrus pyrifolia, Pyrus serotina și Pyrus ussuriensis. Rezultatul a fost raportat în cărți scrise în limba chineză (Shi Jing) și în alte cărți de cel puțin 1500 de ani . În Japonia, au fost găsite semințe de pere datând din anii 200-300. În timpul perioadei Edo din Japonia (1603-1868) au fost documentate peste 150 de soiuri; de data aceasta perele erau plantate în colțuri, ca un talisman pentru a evita „ochiul rău.”

Una dintre principalele caracteristici ale perelor asiatice este pulpa crocantă, dulce și acidă și suculentă. Pulpa se caracterizează prin faptul că are „celule sâmburoase”, care sunt celule sclerenchymatice care diferă de fibre deoarece sunt foarte alungite. Acestea oferă, de asemenea, o textură nisipoasă fructului . Dimensiunile variază de la cele rotunjite ca merele, acestea fiind cele mai cultivate, până la pere, la perele bulboase alungite sus și jos, asemănătoare perelor europene. Fructele sunt foarte sensibile la deteriorări fizice, atât la recoltare, cât și la clasificare ca și la depozitare și comercializare.

Perele au fost introduse de coloniștii englezi și francezi în Statele Unite și Canada, iar în 1629, a fost consemnată cultivarea lor în Noua Anglie . Spre deosebire de Europa, care a cultivat perele prin altoire, perele din Statele Unite au fost cultivate inițial prin semințe, ceea ce a dus la o variabilitate genetică mult mai mare decât în Europa , rezultând o serie de soiuri diferite în America. În prezent, multe pere europene sunt bine stabilite în America de Nord; cu toate acestea, genotipurile americane nu se pot adapta la climatul și solul european (tabelul 3). În Statele Unite, în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, amelioratorii au folosit tipul sălbatic de pere (încrucișări între perele asiatice și europene) la încrucișările lor, pentru a obține o rezistență mai mare la frig și la boala „focului bacterian”, cauzată de bacteria Erwinia amylovora, care este larg răspândită, provocând însă o reducere mare a calității fructelor, care a fost reparată prin retrocrucișări succesive. Cea mai notabilă diferență între aceste joncțiuni este, fără îndoială, textura . Perele de tip sălbatic sunt folosite astăzi ca portaltoi datorită toleranței la frig și adaptabilității lor la diferite medii .

4. Producție și importanță economică

Un fruct de mărime medie are aproximativ 58 de calorii, 6 grame de fibre și 7.0 mg de vitamina C, pe lângă faptul că este lipsit de grăsimi și sodiu și posedă cantități semnificative de calciu, fier, magneziu, fosfor, potasiu, zinc, cupru, mangan și fitosteroli . Perele, deoarece fac parte din familia Rosaceae, au ca principal zahăr translocat sorbitolul, care este transformat în glucoză, fructoză și zaharoză. Conținutul de zahăr variază foarte mult între perele japoneze, chinezești și europene . Perele japoneze și chinezești sunt cele cu un conținut mai mare și, respectiv, mai mic de zaharoză, iar perele europene sunt cele cu un conținut ridicat de fructoză.

Perele sunt folosite mai ales pentru consumul în stare proaspătă sau pentru producerea de gemuri , fiind al nouălea cel mai important fruct cultivat în lume (tabelul 4). China este cel mai mare producător mondial (pară asiatică), iar Statele Unite ale Americii este al doilea producător, fiind primul producător de pere de tip european. Împreună, primii zece producători ocupă o suprafață de 1.360.230 HA anual (tabelul 5).

Perul european (P. communis) este cultivat în cinci regiuni principale: Europa, America de Nord, America de Sud, Africa de Sud și Oceania, în timp ce producția de pere asiatice (P. pyrifolia) este concentrată în Asia.

Producția de pere a Chinei a crescut constant în anii ’80 și la începutul anilor ’90 din cauza plantațiilor costisitoare. Acest ritm de creștere a generat o cantitate de 7,74 milioane de tone metrice de pere proaspete în acea perioadă. Datele arată că China produce de peste două ori mai mult decât producția mondială totală, ceea ce face din această cultură un produs de mare importanță pentru această țară .

5. Concluzie

Documentația botaniștilor și biologilor din ultima sută de ani a fost de mare importanță pentru a colecta datele disponibile în această analiză.

Indubitabil, un fruct care produce aproximativ 24 de miliarde de tone pe an este considerat un mare succes pe piața mondială. Acest succes se datorează, în principal, acceptării comerciale largi în întreaga lume, importanței sale nutriționale și adaptabilității sale în locuri cu condiții de plantare și de comercializare mari.

Cele mai recente progrese realizate în ultimul an cu proiectul de secvențiere a genomului perelor vor oferi noi oportunități pentru dezvoltarea unor genotipuri îmbunătățite, tolerante la stresul biotic și abiotic și, de asemenea, fructe de înaltă calitate în ceea ce privește conținutul nutrițional și de zahăr.

Înțelegerea istoriei perelor pentru agricultură este de o importanță capitală, deoarece oamenii de știință și studenții ar putea avea o mai bună înțelegere a bogăției acestei culturi pomicole și a traiectoriei sale asociate cu omenirea.

Conflict de interese

Autorii declară că nu există niciun conflict de interese în ceea ce privește publicarea acestei lucrări.

.