Ez a tanulmány, genetikai eszközöket használt az Arabica kávé történetének nyomon követésére, megerősítette, hogy szinte minden bizonnyal egyetlen speciális eseményből származik, és ennek következtében sebezhető.
A kutatók megerősítették azt a „jelentős valószínűséget”, hogy az arabica kávénak két különböző fajtája van – Coffea canephora és Coffea eugenioides – egyének spontán összekapcsolódásából származik, amely összehozta a két génmagot egy új faj létrehozásának céljából.
A mai napjainkban a világ minden táján termesztik a C. arabica-t ami egyetlen növényből származik, becslések szerint 10 000–20 000 évvel ezelöttről. „Ez azt jelenti, hogy az az egyetlen növény, adott életet az egész C. Arabica fajnak és a több millió más fajnak, amelyeket ma az egész világon termesztenek” – mondta a társszerző Benoit Bertrand, aki a CIRAD munkatársa.
A C. arabica faj születése és a genetikai keresztmetszet szinguláris specifikációs esemény eredményeképpen alátámasztja a kutatók másik fő megállapítását – hogy a C. arabica genetikai sokfélesége alacsonyabb, mint a világ többi növényfajáé.
„A kutatók már régóta tudják, hogy az Arabica kávé genetikai sokfélesége alacsony” – mondta Dr. Jennifer „Vern” Long, a World Coffee Research (WCR) vezérigazgatója.
„Ez a cikk egyértelmű, határozott bizonyítékot szolgál arról, hogy a kávé sokfélesége még alacsonyabb is, mint gondoltuk. „Feltárja a kávétól függő vállalkozások súlyos sebezhetőségét. Ugyanakkor a cikk rámutat arra, hogy miként lehet csökkenteni ezt a sebezhetőséget az F1 hibrid Arabica fajták tenyésztése révén, amelyek kihasználják a meglévő, de még nem kiaknázott genetikai sokféleségét, valamint a kávécsalád más fajaival történő tenyésztést. Mindkét tevékenység sürgős. A jó hír az, hogy mindkettő folyamatban van. ”
A tanulmányt ebben a hónapban a Nature Scientific Reports * -ben tették közzé. A kutatást a World Coffee Research, az Istituto di Genomica Applicata (Olaszország) és a CIRAD (Franciaország) vezette, a Trieszt, Udine, Padova és Verona olasz egyetemekkel együttműködve, valamint a CATIE, a Sana’a Egyetem kulcsfontosságú hozzájárulásával. Jemenben, a texasi A&M Egyetemen.
A cikk első társszerzői az IGA Technology Services agrogenomikai vezetője Simone Scalabrin és a WCR molekuláris tenyésztője, Lucile Toniutti. A tanulmányt vezető olasz kávégyártó társaságok, az illycaffè és a M.Caffe csoport támogatták a tudományos ismeretek bővítése céljából, hogy biztosítsák a kávégazdaság jövőjét.
Az eredményeknek fontos következményei vannak a világszerte működő kávétenyésztési programok jövőjének, amelyek jellemzően a genetikai sokféleség kiaknázására törekszenek, hogy segítsék a gazdálkodókat a változó éghajlattól a betegségekig és a kártevőkig terjedő kihívásoknak való megfelelésben. Számos olyan megközelítés, amelyet a nemesítők más növényeknél alkalmaznak, az Arabica számára nem valószínű, hogy működni fog, tekintettel drámaian alacsony sokszínűségére. Az eredmények azt sugallják, hogy a hosszú távú tenyésztőknek a Coffea család rokon fajait kell megvizsgálniuk, hogy megfelelő genetikai sokféleséget találjanak az előttünk álló kihíváshoz, különösen az éghajlatváltozás kezelésére, és modern tenyésztési megközelítéseket alkalmazzanak az új változatosság bevezetésére.
Ennek ellenére a szerzők azt is sugallják, hogy kiaknázatlan változatosság áll fenn a tenyésztők számára, hogy kihasználják a „hibrid lendületet” azáltal, hogy az Arabicákat eltérő genetikai csoportokból keresztezik, hogy új F1 hibrid fajtákat hozzanak létre. Annak ellenére, hogy a szerzők megalapozott megállapításai vannak az Arabica alacsony sokféleségéről, képesek voltak megkülönböztetni három különálló genetikai csoportot, amelyek jelentős empirikus támogatást nyújtanak a kávé Etiópiából való kivitelének történelmi beszámolóihoz.
A C. arabica Etiópia vad hegyvidéki erdőiből származik. A történeti beszámolók szerint a kávé Jemenbe a 14. században került, ahol először teljesen napsütött területekre telepítették.
Jemenből két kávécsoport – a Bourbon és a Typica család – a világ többi részébe is elkerült, ahol továbbra is uralják a termelést.
Az Arabica korábbi tanulmányai csak két csoportot különböztettek meg: egy csoportot, amely tartalmazza az Etiópiából Jemenbe, majd a világ más tájaira költöztetett kereskedelmi fajtákat, valamint a vadon élő etiópiai arabikákat.
Ebben a tanulmányban a szerzők három különálló csoportot tártak fel:
• Megerősített „Jemen-Harare” csoport, amely a világszerte termesztett összes fajta túlnyomó részét, valamint a jemeni háziasított fajtákat tartalmazza, amelyek látszólag a teljes napsütéshez igazodnak.
• Egy csoport etiópiai vad- és kerti kávék közül, amelyek az ország délnyugati részén, a Jimma-Bonga régióból származnak.
• Különálló etiópiai csoport, amely nagyrészt a vad erdőkből áll, még mindig nagyon kevéssé ismert, és az ország délnyugati részén, Sheka környékén származik. A szerzők úgy vélik továbbá, hogy lehet egy negyedik csoport a Rift-völgy keleti peremén lévő Harenna-erdő körül, de a mintában szereplő populációkban nem volt elegendő Harenna-egyed ennek tesztelésére.
A Jimma-Bonga és Sheka csoportok más kávét soha nem használtak Etiópián kívüli kávétenyésztési programokban. Ezeknek a csoportoknak a létezése és a kereskedelmi fajtáktól való megkülönböztethetőségük azt jelenti, hogy a nemesítők felhasználhatják azokat az F1 hibrid kereszteket előállításához, amelyek új és fontos genetikai sokféleséget hoznak létre a termesztett fajtákban.
Mivel az ilyen F1 hibridek megragadják ezt a kiegészítő genetikai sokféleséget, tipikusan jobban alkalmazkodnak sokféle környezethez, mint a hagyományos fajták, ami elengedhetetlen az éghajlatváltozáshoz való rövid távú alkalmazkodás támogatásához.
Valójában ez a munka már folyamatban van. A CIRAD és a Promecafe nemesítőinek konzorciuma 1997 óta engedte az F1 hibrid fajták első használatát. A CIRAD és az ECOM második hulláma 2010-ben jelent meg.
Az F1 hibridek ezen első hullámainak sikere miatt a WCR úgy véli, hogy ezek nagyon fontosak lesznek a gazdálkodók sikere és a kávé jövője szempontjából, és jelenleg további F1 hibrid kereszteket vizsgál ki négy országban végzett kísérlete során.
Ugyanakkor a tanulmány eredményei jelentős empirikus támogatást nyújtanak az Arabica alacsony genetikai sokféleségével kapcsolatos hosszú távú megfigyelésekhez, amelyek hosszú távon a fajokat rendkívül sebezhetővé teszik. Az alacsony sokszínűség kezelése érdekében a tenyésztőknek valószínűleg más kávéfajok vagy kávéfajok „introgressziói” iránt kell fordulniuk, például a híres timori hibrid származékokkal, hogy kibővítsék a kávéhoz rendelkezésre álló „genetikai eszközkészletet”, hogy ellenálljanak a kártevőknek, betegségeknek, az emelkedő hőmérsékletnek és egyéb fenyegetések.
“A cikk kényszerítő következtetései alátámasztják a WCR rövid és középtávú tenyésztési stratégiáit” – mondta Dr. Lucile Toniutti a WCR molekuláris tenyésztője.
„Rövid távon, a rendkívül alacsony Arabica genetikai sokféleség ellenére, továbbra is jelentős hibrid lendület mutatkozik, ha az eltérő Arabicákat (vad x megművelve) keresztezzük, hogy F1 hibrid fajtákat hozzunk létre. Ez azt jelenti, hogy a genetikai sokféleség elegendő az F1 hibridek alkalmazásához.
“Középtávon és hosszú távon stratégiánk az, hogy a tulajdonságoknak a C. canephora-ból az Arabicába történő beépülését kövessük, és ez a munka megkezdődött.”
A tanulmány a világ minden tájáról származó kutatókat vonta össze a köz-magán együttműködésben az Arabica „genetikai története” dekódolására. Az eredmények két kulcsfontosságú elemre támaszkodtak: az Arabica genomszekvenciájának befejezésére és a genetikailag sokféle arabika genetikai jellemzésére.
A C. arabica nyilvánosan elérhető genomjának befejezését tavaly nyilvánosan kiadta egy olasz kutatási partnerség, amelyet az Istituto di Genomica Appatata, , az illycaffè és az olasz egyetemek kutatói vezettek. A genom szekvenciát egy Red Bourbon egyénnel fejeztük be. A kutatók körülbelül 1,3 Gbp-s genomméretre becsültek.
A CATIE Costa Rica-i nyilvánosan hozzáférhető csíragyűjteményéből a kutatók 736 darabra vonatkoztak a genotípusonkénti szekvenálás (GBS) adatait, valamint a jemeni 93 arab család gyűjteményét, amelyek az Arabica háziasítási eredete. A tanulmány elsőként egy GBS megközelítést alkalmaz a C. arabica gyűjtemény genetikai sokféleségének és a gondosan leválasztott szülő fajokhoz, a C. canephora és a C. eugeniodes rokonságának vizsgálatához, lehetővé téve a szerzők számára, hogy megerősítsék az Arabica genetikai sokféleségének földrajzi szerkezetét.
Fordította: Boglárka Gratzag