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Scoperta la storia genetica del caffè Arabica grazie all’Università di Udine

La ricostruzione della sequenza genomica potrebbe contribuire alla variazione nell’aroma e alla resistenza ai patogeni e al cambiamento climatico

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UDINE – Scoperta la storia genetica del caffè Arabica, la specie che produce circa il 60 per cento del caffè nel mondo. La ricostruzione della sequenza genomica è opera di un gruppo di ricerca congiunto dell’Università di Udine e dell’Istituto di genomica applicata (Iga) del capoluogo friulano, in collaborazione e con il sostegno delle aziende illycaffè e Lavazza. Le analisi sulla variazione genetica presente nella specie hanno permesso di identificare nuove fonti di diversità genetica che potrebbero contribuire in maniera decisiva alla variazione nell’aroma e alla resistenza ai patogeni. La ricerca infatti ha utilizzato le tecnologie di sequenziamento più aggiornate per creare una nuova versione della sequenza genomica di Arabica, più accurata e completa. I risultati sono stati pubblicati dalla rivista scientifica “Nature Communications” (https://www.nature.com/articles/s41467-023-44449-8). I coordinatori del team sono Michele Morgante, del Dipartimento di scienze agroalimentari, ambientali e animali dell’Ateneo udinese, e Gabriele Di Gaspero dell’Iga.

La storia e le caratteristiche. Il caffè venduto commercialmente è ottenuto principalmente da due specie, Coffea canephora e Coffea arabica, conosciute anche come Robusta e Arabica. Il caffè ottenuto dall’Arabica è considerato qualitativamente superiore. Arabica si è generata dall’incrocio fra i progenitori dell’attuale Robusta e un’altra specie di caffè a essa vicina, la Coffea eugenioides, a cui è seguito un raddoppio del numero di cromosomi per creare l’attuale Coffea arabica. L’evento si è verificato con ogni probabilità in Etiopia in tempi evolutivi molto recenti, circa 50.000 anni fa, lasciando poco tempo perché si potesse generare una nuova variazione genetica. Questo incrocio è alla base delle peculiari e superiori caratteristiche in termini di sapore e aroma del caffè Arabica rispetto al Robusta. Ma è anche alla base della formazione del complesso genoma di Arabica, che rappresenta un elemento di difficoltà sia per gli studi genetici che soprattutto per i programmi di miglioramento genetico.

La ricostruzione genomica. Il sequenziamento ha permesso di analizzare nel dettaglio la struttura dei cromosomi e comprendere i meccanismi che generano la diversità genetica presente nella specie. Analizzando i genomi di 174 varietà appartenenti ad Arabica e Robusta è stata confermata la presenza di una bassa variabilità genetica nella specie. Ma sono stati anche osservati due meccanismi che generano variabilità in specifiche regioni cromosomiche. Uno è rappresentato dall’inserimento di segmenti cromosomici provenienti da un ibrido fra Robusta ed Arabica, conosciuto come ibrido di Timor, che è stato molto sfruttato per combinare le caratteristiche di resistenza a malattie fungine del caffè Robusta con le caratteristiche qualitative uniche del caffè Arabica. L’altro meccanismo è rappresentato da anomalie cromosomiche che se in altre specie, come ad esempio l’uomo, sono viste come mutazioni patogeniche, o comunque deleterie, nel caffè Arabica sembrano essere meglio tollerate e, anzi, sembrano contribuire in maniera importante alla generazione di diversità genetica.

I coordinatori del sequenziamento. «Alla luce del fatto che la diversità genetica del caffè Arabica è un elemento essenziale per il suo successo commerciale – spiegano Morgante e Di Gaspero –, le nostre scoperte potranno aiutare a sviluppare nuove varietà di caffè con migliori caratteristiche in termini di profili aromatici o resistenza a malattie o resilienza al cambiamento climatico».

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