Новые данные о генах кофе: более полная последовательность генома самого популярного сорта

Как и его вкусовой профиль, геном арабики крупный и сложный. Это затрудняет селекцию и генетические исследования, но это разнообразное генетическое наследие, возможно, способствовало популярности, практичности и коммерческому успеху этого сорта.

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, представило более полную последовательность генома самого популярного сорта кофе в мире. Данные свидетельствуют, что историческая гибридизация с робустой является источником устойчивости к болезням у современных сортов арабики.

Коммерческий кофе производится в основном из Coffea canephora и Coffea arabica, известных как робуста и арабика соответственно. Арабика, на долю которой приходится около 60% мирового производства кофе, произошла от гибридизации предков современной робусты и другого близкородственного вида кофе — Coffea eugeniodes.

Эта гибридизация привела к характерному вкусу арабики, а также к её большому и сложному геному, что создаёт трудности для селекции и генетических исследований. В настоящее время доступно несколько частичных сборок генома арабики, но механизмы, генерирующие её генетическое разнообразие, оставались неясными.

Микеле Морганте, Габриэле Ди Гасперо и их коллеги использовали новейшие технологии секвенирования, чтобы получить более полную сборку генома арабики, что позволило детально проанализировать структуру её хромосом.

Анализ генома, включая ранее недоступные регионы (например, области вокруг центромер), выявил различия в структуре, функции и эволюции геномов, унаследованных от двух видов-предшественников. Особенно это касалось генов, вовлечённых в биосинтез кофеина.

Авторы также проанализировали геномы 174 образцов, собранных у разных видов рода Coffea, и обнаружили очень низкий уровень генетического разнообразия внутри арабики. Было установлено, что разнообразие увеличивается у некоторых сортов арабики в определённых регионах генома благодаря двум различным источникам изменчивости:

• хромосомным аномалиям;
• генетическим сегментам, полученным от гибрида робусты и арабики, известного как Тиморский гибрид.

Этот гибрид стал родительской линией для многих современных сортов, сочетающих устойчивость к болезням робусты и уникальный вкус арабики.

Авторы полагают, что генетическое разнообразие арабики имеет ключевое значение для её коммерческого успеха. Полученные результаты могут помочь в создании новых сортов кофе с желаемыми признаками, такими как устойчивость к болезням или различные вкусовые профили.