Differential characteristics of olive pollen from different cultivars: Biological and clinical implications

The olive tree is grown in many parts of the world. Its germplasm is very broad, with 250 varieties in Spain alone. Variations in the ability of pollen to germinate have been studied in detail and show conspicuous differences between varieties. However, commercial olive pollen from cultivars whose origin is unknown is the material that is commonly used for clinical and biological studies. We aim to assess the putative heterogeneity of olive cultivars with regard to the presence of several pollen allergens and to determine whether these differences have biological and clinical relevance. Previous studies show that most allergens isolated and characterized to date are highly polymorphic. Olive cultivars display wide differences in the expression levels of many allergens and in the number and molecular characteristics of the allergen isoforms expressed. These differences are maintained over the years, and are intrinsic to the genetics of each cultivar. Such broad polymorphism seems to be involved in the physiology of the olive reproductive system, which might include the adaptation of the plant to different environmental conditions, the establishment of the compatibility system, and pollen performance. The differences in allergen composition in cultivars, particularly in the Ole e 1 allergen, are responsible for the important differences in the allergenic potency of the extracts. These fi ndings could have a number of implications for the diagnosis and therapy of olive pollen allergy. We discuss how cultivar differences affect extract quality, diagnostic and therapeutic effi cacy and safety, and the development of new vaccines based on the use of recombinant allergens.El olivo es un cultivo ampliamente representado en el mundo. Su germoplasma es muy amplio, con 250 variedades sólo en España. La capacidad del polen para germinar, que presenta notables diferencias entre variedades, ha sido estudiada en detalle. El material usado comúnmente para estudios clínicos y biológicos es, sin embargo, polen comercial de cultivares de origen desconocido. Nuestro objetivo es evaluar la posible heterogeneidad de los cultivares de olivo en relación a la presencia de varios alérgenos del polen, y determinar si esas diferencias tienen relevancia biológica y clínica. Estudios previos muestran que la mayor parte de los alérgenos aislados y caracterizados hasta la fecha son altamente polimórfi cos. Los cultivares de olivo muestran amplias diferencias en los niveles de expresión de muchos alérgenos, así como en el número y características moleculares de las isoformas alergénicas expresadas. Estas diferencias se mantienen a lo largo de años, y son intrínsecas a la genética de cada cultivar. Este amplio polimorfi smo parece estar implicado en la fi siología del sistema reproductivo del olivo, en relación con la adaptación de la planta a diferentes condiciones ambientales, el establecimiento de un sistema de compatibilidad, y el dinamismo del polen. Las diferencias en la composición alergénica de los cultivares, particularmente en cuanto al alérgeno Ole e 1, son responsables de las importantes diferencias en la potencia alergénica de los extractos. Estos hallazgos pueden tener numerosas implicaciones en la diagnosis y terapia de la alergia al polen del olivo. Discutimos cómo las diferencias entre cultivares afectan a la calidad del polen, a la efi cacia y seguridad del diagnóstico y la terapia, así como al desarrollo de nuevas vacunas basadas en el uso de alérgenos recombinantes

Utilización de marcadores relacionados con la alergenicidad y la biosíntesis de lípidos para la discriminación entre cultivares de olivo

Con objeto de discriminar entre cultivares de olivo, se analizó la expresión de cinco genes previamente caracterizados en olivo: a. 4 genes relacionados con la alergenicidad (Ole e 1, Ole e 3, Ole e 5, Ole e 6)b. 1 gen implicado en la biosíntesis de lípidos (Stearoyl-ACP desaturasa). Como material vegetal, se utilizó polen y fruto de siete cultivares (Picholine marocaine, Menara, Lucio, Pucual, Loaime, Hojiblanca, Arbequina). Los resultados obtenidos muestran la existencia de una variabilidad intercultivar significativa en la expresión del alérgeno mayoritario Ole e 1. A nivel de la secuecnia nucleotídica y aminoacídica de este alérgeno un grado importante de polimorfismo ha sido detectado. Dicho polimorfismo afecta a varios loci epitópicos de las células T, el número de motivos de gicolsilación y puede explicar la respuesta alergénica diferencial de pacientes alergícos al polen de olivo. En el caso de Ole e 3, Ole e 5, Ole 6, la expresión fue similar en todos los cultivaes estudiados. Con respecto a Stearoyl-ACP desaturasa, el patrón de expresión presentaba diferencias cuantitativas importantes a nivel intercultivar. Los cultivares Picual y Loaime presentan un nivel mayor de transcritos de la enzima en comparación con el resto de cultivares. Dicho patrón muestra una correlación positiva con la concentración del ácido oleico en el aceite de oliva extraído de cada cultivar. En conclusión, Ole e 1 y Stearoy-ACP desaturasa pueden ser utilizados como marcadores moleculares potenciales para la identificación de cultivares de olivoUniv. Granada, Facultad de Ciencias. Leída en 200

Influencia de la expresión de Stearoyl-Acyl Carrier Protein (ACP) desaturasa en la calidad del aceite de oliva

8 páginas, 3 figuras, 1 tabla.-- Comunicación presentada al XI Simposium Científico-Técnico Expoliva 2003; Jaén, Mayo 2003.-- TEC-08.La calidad en los aceites de oliva es uno de los objetivos fundamentales para los olivicultores. Dicha calidad se encuentra limitada por varios factores que pueden ser agronómicos o tecnológicos. En este estudio se determinan los niveles de ácido oleico y de otros ácidos grasos en aceites de oliva extra virgen, procedentes de siete variedades de olivo (Olea europaea L.). Por otra parte se analiza la expresión del enzima Stearoyl-ACP desaturasa o D9 desaturasa, directamente relacionado con la biosíntesis del ácido oleico (C18:1), en el fruto maduro de las mismas variedades mediante técnicas de RT-PCR y Northern blot no radioactivo. El análisis del aceite muestra diferencias significativas en los niveles de la mayoría de los ácidos grasos analizados. En el caso del ácido oleico, los porcentajes más altos fueron detectados en el aceite de las variedades Picual y Loaime, en comparación con los del resto de las variedades estudiadas (Picholine marocaine, Menara, Lucio, Hojiblanca y Arbequina). El análisis de la expresión de D9 desaturasa muestra igualmente que sus transcritos son más abundantes en el fruto maduro de estas dos variedades. Estos resultados confirman la influencia de la expresión de D9 desaturasa como factor genético en los niveles de su producto (ácido oleico) en el proceso lipogenético y como consecuencia, en el grado de saturación de los ácidos grasos que componen el aceite de oliva.Este trabajo ha sido financiado por los proyectos CA099-003 (INIA) y BCM 2000-1484 (ambos del MCyT). Hamman Khalifa agradece a la AECI la concesión de una beca para la realización de este estudio.Peer reviewe

Ácidos nucleicos y alérgenos del polen de olivo de variedades definidas de olivo y aplicaciones

111 páginas, 6 tablas, 4 figuras.-- Numero y fecha de presentación de la solicitud: P200500047 del 12 de Enero del 2005. Titular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).Se han aislado, caracterizado e identificado ácidos nucleicos que codifican péptidos, o fragmentos de los mismos, que comprenden, al menos, .un epítopo del alérgeno Ole e 1 de polen de olivo de variedades definidas de olivo (Olea europea L.). Dichos péptidos, que poseen uno o más epítopos alergénicos del alérgeno mayoritario del polen de olivo (Ole e 1) tienen actividad alergénica y pueden ser utilizados, entre otras aplicaciones, en el diagnóstico y tratamiento de la alergia al polen de olivo. Dicha actividad alergénica de dichos péptidos o fragmentos de los mismos puede ser modulada mediante la introducción de modificaciones apropiadas con el fin de obtener variantes hiopoalergénicas o hiperalergénicas. El empleo de alérgenos recombinantes específicos de variedades definidas de olivo permite, además, determinar perfiles individualizados de reactividad para cada paciente y el diseño de inmunoterapias personalizadas.Peer reviewe

Análisis de la expresión de alergenos del polen del olivo (Olea euroapea L.) mediante métodos de amplificación de productos génicos in situ

2 páginas, 1 figura.-- Comunicación presentada a la XXI Reunión Bienal de la Sociedad Microscopía de España, celebrada en San Fernando-Cádiz (España) del 28 de Septiembre al 1 de Octubre de 2003.Este trabajo ha sido realizado gracias a una beca de la AECI (A. Hamman-Khalifa) y ha sido financiado por los proyectos CAO 99-003 (INIA) y BMC2000-1484 (ambos del MCYT).Peer reviewe

Temporal and spatial gene expression of Ole e 3 allergen in olive (Olea europaea L.) pollen

7 páginas, 4 figuras.This paper describes the distribution of Ole e 3 allergen and its transcripts in the developing anther and in mature olive pollen. Northern blot and RT-PCR analyses over the course of pollen development show that Ole e 3 transcripts accumulate exclusively in mature pollen. This gene therefore corresponds to a "late gene." The sequences amplified by RT-PCR display high identity with those already reported for Ole e 3, including two Ca2+-binding motifs. Immunoblot analysis of the allergen shows that Ole e 3 accumulates during the same stage as the corresponding transcripts, suggesting a transcriptional regulation mechanism for the expression of the gene. Finally, the use of transmission electron microscopy techniques has shown that (a) the allergen is located mainly in the vicinity of membrane systems and in the aperture regions of the mature pollen grain, and (b) Ole e 3 transcripts are detectable after using in situ RT-PCR. These data are significant clues to the biological roles of the protein in olive pollen biology. Such putative functions are discussed.This work was supported by projects CA099-003 (INIA) and BMC2000-1484 (both from the Spanish MCT).Peer reviewe

Intra and intercultivar variability of Ole e 1 in olive pollen. Preliminary analysis of patient's response to different cultivars extracts

2 páginas, 1 figura.-- Trabajo presentado al XI International Palynological Congress (IPC) celebrado en Granada (España) en Julio de 2004.This work was funded by projects CA099-003 (INIA) and BCM2000-1484 (both from the Spanish MCT).Peer reviewe

Polymorphism of the olive pollen allergen Ole e 1 and its biological implications

2 páginas.-- Trabajo presentado al XIX International Congress on Sexual Plant Reproduction celebrado en Budapest (Hungría) en Julio del 2006.This work was funded by projects AGL2003-00719 and MEC BFU2004-00601/BFI.Peer reviewe

Expression of Ole e 3 allergen in the mature pollen grain of olive (Olea europaea L.)

Resumen del trabajo presentado al XVIIth Interantional Congresss on Sexual Plant Reproduction (IASPR) celebrado en Lublin (Polonia) en 2002.This work was supported by Spanish MCT Project Nº BMC2000-1484.Peer reviewe

Marcadores moleculares que se expresan en el fruto del olivo

13 páginas, 17 figuras, 1 tabla.[EN] With the aim of setting new molecular markers of certain function in the olive, several genes expressed during olive fruit ripening have been isolated and characterized, also analyzing temporal an spatial expression of such genes. Among other, the following marker genes have been analyzed: Δ9- stearoyl-ACP-desaturase, a key enzyme for fatty acid biosynthesis; a putative plastidic glucose translocator (pGlcT) expressed in non-photosynthetic tissues like the mature olive fruit; and finally, polyubiquitin and cullin, components of the ubiquitin-mediated protein degradation system. In a parallel way, protein extracts have been isolated from olive reach, in order to analyze their protein profiles by SDS-PAGE. The major protein component of such extracts corresponds to a family of storage proteins of the 11Stype. After raising a rabbit antiserum to these proteins, a spatial and temporal analysis of them was performed during seed development and germination. Finally, oleosin purification from olive seeds has been accomplished. The biological meaning attributed to each of these markers, forecast their future usage in olive improvement programmes. However, more information particularly concerning the knowledge of these genes and their expression is needed, and therefore, basic research on olive should be carried through[ES] Con objeto de establecer nuevos marcadores moleculares en el olivo con función determinada, se han aislado y caracterizado varios genes que se expresan durante la maduración del fruto del olivo, y se ha realizado un análisis temporal y espacial de la expresión de estos genes. Entre otros, se han analizado los siguientes marcadores: la Δ9- estearoyl-ACP- desaturasa, enzima clave en la biosíntesis de ácidos grasos; un posible translocador plastídico de glucosa (pGlcT), que se expresa en tejidos no fotosintéticos como es el fruto maduro del olivo; y finalmente, también se han identificado y caracterizado poliubiquitina y culina, componentes del sistema de degradación proteica mediado por ubiquitina. Paralelamente, se han preparado extractos crudos a partir de semillas de olivo con objeto de analizar sus perfiles proteicos mediante SDS-PAGE,. Los componentes mayoritarios de estos extractos corresponden a una familia de proteínas de almacenamiento tipo 11S. Después de obtener un suero específico para este tipo de proteínas, se hizo un seguimiento espacial y temporal de las mismas durante el desarrollo y germinación de las semillas. Por último, también se ha llevado a cabo la purificación de oleosinas a partir de semillas. El significado biológico atribuido a cada uno de estos marcadores, hace preveer que en un futuro puedan ser utilizados en programas de mejora del olivo. Pero antes se requiere una mayor información y profundizar en el conocimiento de estos genes y su expresión, por lo que es necesario continuar las investigaciones a nivel básico en el olivo.Este trabajo fue financiado por el proyecto INIA-CAO99-003.Peer reviewe