私たちの種よりも古い、世界で最も人気のあるコーヒー

の研究者グループ バッファロー大学 （米国）は、現在までに最高品質のアラビカ種ゲノムを配列決定しました。 結果は今週月曜日に発表された 「自然遺伝学」、 研究者らは、この種が他の2種のコーヒー種の自然交配によって60万年以上前にエチオピアの森林で発達し、人間がコーヒーを栽培し始めて世界中に広めるずっと前に発生したことを示しています。

しかし、近親交配の歴史と個体群の規模の小ささから部分的に遺伝的多様性が低く、この品種は多くの害虫や病気の影響を受けやすく、気候条件がより好ましい世界中の数か所の場所でしか栽培できません。 。 研究者らは、その系統の秘密は、これらの穀物が今後数十年間で気候変動にさらによく抵抗するのに役立つかもしれないと述べている。

最先端の DNA 配列決定技術と高度なデータサイエンスを使用して得られた新しい参照ゲノムから、研究チームは 39 品種のアラビカ種と、スウェーデンの博物学者カール リンネが種の命名に使用した 18 世紀の標本の配列を決定することができました。 。 参照ゲノムは現在、公的に利用可能なデジタル データベースにあります。

「アラビカ種コーヒーに関する公的参考文献は他にもありますが、私たちのチームの仕事の質は非常に高いです。 「これはこれまでで最も先進的かつ完全なゲノムです」と、この研究の共同リーダーの一人であるパトリック・デスコム氏（上級ゲノミクス専門家）は言う。 ネスレリサーチ。

研究者らによると、アラビカ種は、 コーヒーノキ属 y コーヒーノキ、その後、彼はそれぞれの両親から2セットの染色体を受け取りました。 これまで科学者たちは、この出来事がいつどこで起こったかを正確に特定するのが困難で、推定では1万年前から100万年前と推定されている。

元の出来事の証拠を見つけるために、研究者らは計算モデリング プログラムを通じてさまざまなアラビカ種のゲノムを実行し、種の基礎の特徴を探しました。

モデルは、アラビカの歴史における 3 つの人口統計上のボトルネックを示しています。 最古のものは約 29,000 世代 (または 610,000 年) 前に発生しました。 これは、アラビカ種がそれ以前、61万年前から100万年前の間に形成されたことを示唆しています。

「言い換えれば、アラビカ種を生み出した交雑は人間が行ったものではない」と研究共著者であるUBのビクター・アルバート氏は言う。 「この倍数性現象が現生人類とコーヒー栽培よりも以前から存在していることは明らかです。」

コーヒーの木は長い間エチオピアで発達したと考えられていましたが、研究チームがアフリカ南東部からアジアに広がる大地溝帯周辺で収集した品種は、地理的に明確な区別があることが分かりました。 研究されたすべての野生種は西側に起源を持ちますが、栽培された種はすべてアフリカとイエメンを隔てるバブ・アル・マンダブ海峡に近い東側に起源があります。

これは、コーヒー栽培が主に 15 世紀頃にイエメンで始まった可能性があるという証拠と一致します。 インドの僧侶ババ・ブダンは、1600年頃に伝説の「7つの種子」をイエメンから密輸し、インドのアラビカ作物を確立し、今日のコーヒーの世界的広がりの基礎を築いたと考えられています。

「イエメンコーヒーの多様性が、今日のすべての主要なコーヒー品種の創始者である可能性があるようです」とデスコム氏は言う。 「コーヒーは、トウモロコシや小麦のように、新しい品種を生み出すために大量に交配された作物ではありません。 人々は主に自分の好きな品種を選んで育てていました。 「ということは、私たちが今日持っている品種は、おそらく長い間存在していたものなのです。」

気候の影響

研究者らはまた、アフリカの気候変動と、野生アラビカ種と栽培アラビカ種の個体数が時間の経過とともにどのように変動するかを対比することもできた。 モデルは、20～10万年前に人口規模が低かった長期期間を示しており、これは4万～7万年前にこの地域を襲ったと考えられる長期にわたる干ばつと寒冷気候とほぼ一致している。 その後、生育条件がおそらく最も有利だった6,000年から15,000年前のアフリカの湿潤期に人口が増加しました。

約 3 万年前の同じ時期に、野生種と最終的に人間によって栽培される品種が分岐しました。

南洋理工大学のヤルコ・サロヤルヴィ助教授は、「彼らは今でも時折交尾を行っていたが、おそらくアフリカの湿潤期の終わりと、約8000年から9000年前の海面上昇による海峡の拡大で絶滅したと思われる」と語る。 シンガポールの著者ともう一人の共同共著者です。

低い遺伝的多様性

栽培されたアラビカ種の有効個体群数はわずか 10,000 ～ 50,000 個体であると推定されています。 遺伝的多様性が低いため、キャベンディッシュのバナナ単一栽培と同様に、コーヒーさび病などの病原体によって完全に壊滅する可能性があり、年間10億ドルから20億ドルの損失が発生します。

この参照ゲノムにより、アラビカ種の品種系統がどのようにしてこの病気に対する強い耐性を獲得したかについて、より多くの光を当てることができました。

ティモール品種は、アラビカ種とその親の一方との自然雑種として東南アジアで形成されました。 コーヒーノキ属 。 ロブスタ種としても知られ、主にインスタントコーヒーに使用されるこの種は、アラビカ種よりも病気に強いです。

「したがって、ティモールでロブスタ種がアラビカ種と再び交配されたとき、ロブスタ種が病原体防御遺伝子の一部を持ち込んだのです」と、2014年のロブスタ種ゲノム解読の共同指揮者でもあるアルバート氏は言う。また、ロブスタ種のゲノムの大幅に改良されたバージョンと、別のアラビカ種の祖先種からの新しい配列も提示されています。 コーヒーノキ ユーゲニオイデス。

育種家らは病原体に対する防御力を高めるためにこの交配を複製しようと試みてきたが、新しいアラビカ参照ゲノムにより、研究者らは一般的な遺伝子制御因子だけでなく、RPP8耐性遺伝子ファミリーのメンバーを含む新しい領域を同定することができた。 抵抗、CPR1。

「これらの結果は、アラビカ種の病原体耐性を改善する可能性のある新しい標的部位を示唆しています」とサロヤルヴィ氏は言う。

このゲノムからは、どの野生品種が現代栽培されているアラビカ種コーヒーに最も近いかなど、他の新しい発見も得られました。 彼らはまた、インドまたはスリランカ原産のオランダ初期の品種であるティピカ品種が、主にフランス人によって栽培されたブルボン品種の親である可能性があることも発見しました。

「私たちの仕事は、非常に重要な家族の家系図を再構築することと何ら変わりません」とアルバート氏は言います。