Новый генетический атлас арабики поможет создать устойчивый к климату кофе
Новая генетическая карта растения арабики (Coffea arabica) может помочь селекционерам вывести сорта, более устойчивые к изменению климата.
Кофе — второй по потреблению напиток на Земле, ежедневно выпивается более 2 миллиардов чашек. Это также ценный товар: в 2023 году мировой рынок кофе оценивался более чем в 93 млрд долларов США. Арабика, известная своим мягким вкусом, составляет 60–70% мирового производства кофе. Его выращивание обеспечивает средства к существованию 25 миллионам фермерских семей, а ещё 100 миллионов человек заняты в обработке и продаже кофе.
Однако кофейные культуры во многих регионах мира находятся под угрозой из-за изменения климата. Необходима селекция, чтобы помочь растениям адаптироваться к новым условиям, включая засуху.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, может помочь создать сорта кофе с более высокой урожайностью и устойчивостью к изменению климата.
Секреты генетики кофе
Новаторское исследование международной группы учёных раскрыло генетические факторы, лежащие в основе разнообразия сотен сортов арабики. Работа, возглавляемая командой из Университета Удине (Италия), также выявила удивительное сходство генетики кофе с другими важными культурами, такими как картофель, капустные и пшеницы.
Эти культуры являются тетраплоидами, то есть имеют четыре копии каждого гена (в отличие от двух у человека). Геном арабики содержит 11 групп хромосом, каждая из которых включает по две копии от своих родителей — Coffea canephora и Coffea eugenioides. В некоторых случаях сегменты хромосом от этих родителей смешались.
В отличие от пищевых культур, которые десятилетиями подвергались интенсивной селекции, кофе отстаёт в применении современных методов селекции, включая точные методы на основе ДНК, такие как редактирование генома. Более подробная генетическая информация позволит использовать эти методы для улучшения характеристик кофе.
Одна из проблем арабики — низкое генетическое разнообразие современных сортов. Однако существует множество диких видов кофе с высоким разнообразием. Цель — создание более устойчивых гибридов между дикими и культивируемыми видами, что позволит получить сорта, способные процветать в разных регионах мира.
Кофе, устойчивый к климату?
Исследование 2022 года показало, что арабике угрожают беспрецедентные риски из-за изменения климата, которые могут серьёзно затронуть основные регионы выращивания, такие как Бразилия и Эфиопия. Часть этих регионов может стать непригодной для выращивания кофе из-за учащения засух и новых вредителей или болезней.
Селекционеры уже применяют передовые методы для создания других засухоустойчивых культур, и в будущем их можно будет применить к кофе. Ранее работы в Португалии и Латинской Америке показали, что новые гибридные сорта из Восточного Тимора обладают устойчивостью к болезням и повышенной жизнеспособностью (гетерозисом).
Новые знания расширят возможности по созданию гибридов кофе для таких локаций, как Индия и Новая Каледония, где они могут стать новой культурой для фермеров.
Новое генетическое понимание также может привести к созданию новых вкусов, что ещё больше разнообразит привлекательность кофе в разных регионах мира. С разработкой более точных инструментов селекции для создания устойчивых сортов кофе может оказаться на пороге новой эры как для фермеров, так и для потребителей.