香り豊かなアラビカ種コーヒーは、世界中で消費されるコーヒーの約 60% を占めています。研究者たちは現在、この種のコーヒーの遺伝的詳細を分析しています。アラビカコーヒーノキの遺伝的多様性はほとんどありませんが、分析により、依然として多様な変異がどのように発生しているかがわかります。この結果は、耐病性や特定の風味プロファイルなどの望ましい特性を備えた新しいコーヒー品種の開発にも役立ちます。
世界中には約100種類のコーヒーの木があります。しかし、世界市場を支配しているのは、マイルドで香り高いアラビカ種コーヒー (Coffea arabica) と、より濃いロブスタ種コーヒー (Coffea canephora) の 2 種類です。ロブスタコーヒーは病気にかかりにくく、アラビカコーヒーよりも低い標高と高い温度で栽培することができます。より繊細なアラビカ種コーヒーは、より香りが高く、消化しやすいと考えられています。それは、今日のロブスタ種コーヒーの祖先と別の種類のコーヒー、コフィア・ユーゲニオデスとの交雑から作られました。
Lavazza と Illycafè の委託による研究
アラビカコーヒーノキは雑種品種であるため、そのゲノムは特に複雑です。この植物は両方の親種の両方の染色体セットを持っているため、各染色体のコピーが 2 つではなく、合計 4 つあります。これは、配列決定された DNA セクションの割り当てを困難にするため、遺伝研究にとって課題となります。現在までに、アラビカ種コーヒーのいくつかの部分ゲノムがすでに利用可能になっています。しかし、これらがどのように正確につながっているのか、どの部分がどの染色体に割り当てられているのかは不明でした。
ゲノムのより長いセクションを一度に記録できる最新の配列決定法を使用して、ウディネにあるイタリアのバイオテクノロジー企業IGAテクノロジー・サービスのシモーネ・スカラブリーン率いるチームが、アラビカ種コーヒーの完全なゲノムを初めて作成した。研究者らは、以前はアクセスできなかった遺伝物質の領域も記録した。この研究には、コーヒー会社LavazzaとIllycafèなどが資金提供した。
低い遺伝的多様性
以前の分析と一致して、研究者らはアラビカコーヒーの全体的な遺伝的多様性が非常に低いことを発見しました。しかし同時に、なぜアラビカ種コーヒーの特性や香りに依然として大きなばらつきが見られるのかという説明も発見した。「限られた数のゲノム領域において、一部の栽培遺伝子型の多様性は、ある種の遺伝子型の多様性と同様のレベルまで増加する」祖先種である Coffea canephora は、Scalabrin 氏と彼の同僚らによって報告されています。したがって、さまざまなアラビカ品種は、これらのいくつかの遺伝子領域で大きく異なりますが、それ以外の点ではゲノムはほとんど多様性を示しません。
研究チームの観点からすると、その理由は、アラビカ種コーヒーの最近の歴史の過程で、別の雑種品種のいくつかの遺伝子が植物のゲノムに侵入したためである可能性が高いと考えられます。これはいわゆるティモール雑種で、アラビカコーヒーノキとカネフォラコーヒーノキの交配であり、いくつかの植物の病気に耐性があります。一方で、これらの遺伝子はアラビカコーヒーの新たな遺伝的多様性の源となります。その一方で、研究チームは次のように警告している。「発見された変化は、現在の種子プールの最近の汚染事象によるものと思われる。これらの供給源からの有性繁殖物を使用して新しいアラビカ種プランテーションが設立された場合、それらは遺伝的純度に対する脅威となる可能性があります。」
変動の原因
さらに、スカラブリン氏と彼のチームは、バーボンやゲイシャなど、人気のあるアラビカ種コーヒーの起源を調査しました。遺伝的多様性が低いにもかかわらず、どのようにしてこれらが生じるのでしょうか?ゲノム解析の結果、アラビカコーヒーノキの個々の染色体間には、種の起源の直後と最近の両方で遺伝的交換があったことが示されています。個々の染色体上の他の変化 (欠失セクションや重複セクションなど) も検出できる可能性があります。 「これらの変化は、このような変動性の低い種における遺伝的変異の重大な原因となる可能性がある」と研究チームは書いている。
研究者らによると、この結果は、一般的な病気に対する耐性や特別な風味プロファイルなど、望ましい特性を備えた新しいコーヒー品種の開発に役立つ可能性があるという。
出典: Simone Scalabrin (IGA Technology Services、イタリア、ウーディネ) 他、Nature Communications、 doi: 10.1038/s41467-023-44449-8
