Проблема генетической бедности арабики: причины и решения

Есть кое-что общее у арабики и средневековых династий.

Дело в том, что весь королевский род происходил от одного общего предка. И чтобы сохранить чистоту крови, было принято жениться даже на двоюродных родственниках. Та же ситуация и у арабики. Исследователи выяснили, что с большой вероятностью вся она произошла от одного растения примерно 10–20 тысяч лет назад.

Для королевских потомков и арабики свойственна генетическая бедность — низкое разнообразие генов в роду. Из-за этого потомки становятся слабыми, менее приспособленными к новым условиям окружающей среды. В долгосрочной перспективе это приводит к полному вымиранию рода.

Рассказываем подробнее о генетической бедности арабики и способах, при помощи которых производители справляются с ней. В этом нам помогли материалы статьи о генетическом разнообразии арабики.

Почему генетическая бедность — это плохо

Из-за генетической бедности арабика тяжело переносит изменения климата и плохо сопротивляется болезням и вредителям.

В последние годы погодные условия ужесточились: осадков стало меньше, а среднегодовая температура выросла. Ученые прогнозируют, что со временем эти проблемы только усугубятся. Если не предпринимать никаких мер, то история арабики закончится печально: деревья не выдержат новых погодных условий и начнут гибнуть.

Казалось бы, чтобы получить устойчивое растение, нужно скрестить между собой разновидности арабики. Но это не решит проблему, так как они все — «родственники» со слабой сопротивляемостью болезням и условиям среды. Чтобы изменить положение, нужна «свежая кровь».

Причина «капризности» арабики — в низком генетическом разнообразии

Лучше противостоит изменению климата, болезням и вредителям тот вид, чье генетическое разнообразие шире. Но чтобы создать такое устойчивое поколение кофе, необходимо понять, какое генетическое разнообразие существует у арабики сейчас.

Для этого ученые из World Coffee Research, Istituto di Genomica Applicata (Италия) и CIRAD (Франция) провели обширное исследование. По его итогам выделили три основные генетические группы арабики:

1. Yemen-Harare. В эту группу входит подавляющее большинство разновидностей со всего мира и культивируемые в Йемене сорта, которые приспособлены к яркому солнцу.

2. Группа из региона Jimma-Bonga. В нее входят дикие и культурные разновидности кофе, произрастающие на юго-западе Эфиопии.

3. Группа из региона Sheka. Разновидности этой группы растут в основном в диких лесах на юго-западе Эфиопии. До сих пор о них очень мало известно.

Исследование показало, что генетическое разнообразие арабики даже ниже, чем предполагали раньше. Всего лишь 100 разновидностей составляют 90 % общего генетического разнообразия. Это означает, что почти все разновидности арабики являются близкими родственниками.

Но есть и хорошая новость — существуют способы, чтобы даже в таком случае справиться с генетической бедностью.

Как ученые решают проблему генетической бедности

По словам молекулярного селекционера World Coffee Research доктора Люсиль Тониутти, есть два пути, чтобы вывести более устойчивые разновидности.

1. В краткосрочной перспективе — использовать для скрещивания уже существующие, но мало используемые разновидности арабики.

Например, большинство разновидностей из групп Jimma-Bonga и Sheka раньше не использовались в селекционных программах за пределами Эфиопии. Они отличаются от коммерческих сортов. А значит, селекционеры могут использовать их для создания гибридных разновидностей F1 — первого поколения, полученного после скрещивания «родителей» разных типов. Это привнесет новое генетическое разнообразие в культивируемые сорта.

Работы в этом направлении уже ведутся. Консорциум селекционеров из CIRAD и Promecafe выпустил гибридные разновидности F1 в 1997 и в 2010 годах. World Coffee Research в настоящее время изучает другие гибридные разновидности F1 в нескольких странах.

Гибридные разновидности арабики более устойчивы к воздействию окружающей среды, при этом обладают достаточно ярким и комплексным вкусом

2. В среднесрочной и долгосрочной перспективе — продолжить скрещивать арабику с другими видами кофе.

Например, с робустой или стенофиллой. Стенофилла обладает ярким вкусом и при этом устойчива к высокой температуре, засухе и ржавчине кофейных деревьев. К этим работам тоже уже приступили.

Также напомним, что недавно была открыта новая разновидность арабики, устойчивая к перепаду температур — Йемения. А значит, генетические эксперименты с ней могут помочь вывести новые разновидности кофейных деревьев, способных адаптироваться к более суровой окружающей среде.

Эти меры очень важны для всей кофейной индустрии. Если ничего не предпринимать, то деревья арабики не справятся с новыми погодными условиями и погибнут.

Резюме

Генетическая бедность арабики обусловлена тем, что она произошла от одного растения 10–20 тысяч лет назад. Из-за этого сложно получить новые разновидности, которые были бы устойчивы к изменению климата, болезням и вредителям.

Чтобы все же их вывести, необходимо использовать для скрещивания разновидности из других групп (например, Йемению) либо скрещивать арабику с другими видами рода Кофе. Например, с робустой или стенофиллой.