Ученые полностью расшифровали геном самого популярного в мире сорта кофе

Исследователи Университета Удине получили более полную последовательность генома самого популярного в мире сорта кофе. Это позволило им предположить, что историческая гибридизация с кофе робуста является источником устойчивости к болезням у современных сортов арабики.

Коммерческий кофе в основном производится из Coffea canephora и Coffea arabica, известных как кофе робуста и арабика соответственно. Кофе арабика, на долю которого приходится около 60% мирового производства кофе, появился в результате гибридизации между предками современного кофе робуста и другим близкородственным видом кофе Coffea eugeniodes.

В результате этой гибридизации арабика приобрела кофейный вкус, а также большой и сложный геном, что создает трудности для селекции и генетических исследований. В настоящее время доступно несколько частичных сборок генома кофе арабика.

Изучение структуры генома

Исследователи использовали новейшие технологии секвенирования для создания более полной сборки генома кофе арабика, что позволило провести детальный анализ структуры его хромосом.

При анализе генома были обнаружены различия в структуре, функциях и эволюции геномов двух видов-прародителей, особенно в отношении генов, участвующих в биосинтезе кофеина.

В ходе исследования было проанализировано 174 образца геномов разных видов рода Coffea, и отмечен очень низкий уровень генетического разнообразия в кофе арабика. Было обнаружено, что разнообразие увеличивается у некоторых сортов кофе арабика в определенных геномных областях, что обусловлено двумя различными источниками вариаций: хромосомными аномалиями и генетическими сегментами, переданными гибридом робусты и арабики, известным как гибрид Тимор. Этот гибрид стал родительской линией многих современных сортов, сочетающих в себе устойчивость к болезням кофе робуста и уникальный вкус кофе арабика.

Полученные результаты исследования помогут в разработке новых сортов кофе с такими признаками, как устойчивость к болезням и различные вкусовые характеристики.

Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по изучению устойчивости сортов экономически значимых растений-хозяев к карантинным бактериальным и вирусным фитопатогенам.

Источник: Simone Scalabrin et al, A chromosome-scale assembly reveals chromosomal aberrations and exchanges generating genetic diversity in Coffea arabica germplasm, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-023-44449-8