Američtí, francouzští a italští genetici poprvé plně rozluštili genom kávovníků produkujících kávová zrna arabiky, nejoblíbenější odrůdy kávy. Předběžné analýzy genomu tohoto kávovníku poukázaly na důležitou roli chromozomálních mutací a výměn v evoluci této rostliny, napsali vědci v článku ve vědeckém časopise Nature Communications.
»Analýza genomu kávovníku Arabica ukázala, že u této varianty kávovníku došlo v nedávné době k velkému množství chromozomálních aberací, včetně delecí, zdvojení a výměn chromozomů a jejich jednotlivých oblastí. Tyto anomálie jsou hlavním zdrojem variability ve struktuře genomu tohoto rostlinného druhu, který se vyznačuje extrémně nízkou úrovní genetické diverzity,« napsali vědci.
K tomuto závěru dospěl tým evropských a amerických vědců pod vedením profesora Michele Morganteho z univerzity v Udine v rámci rozsáhlého projektu zaměřeného na studium genetické evoluční historie arabiky. Genetici se již v minulosti pokoušeli rozluštit DNA této kávové odrůdy, ale nepodařilo se jim to zcela, protože genom této rostliny, která je křížencem dvou jiných kávovníků, Robusty a Coffea eugenioides, má složitou strukturu.
Výzkumníci tento problém překonali pomocí dvou relativně nových technik dekódování DNA, nanoporového sekvenování (ONT) a techniky Hi-C, která umožňuje umístit na DNA v chromozomech velké množství značek a použít je k rekonstrukci struktury a trojrozměrného tvaru genomu. Pomocí těchto přístupů se vědcům podařilo plně přečíst genom Arabiky, který se skládá z 1,32 miliardy nukleotidů, »písmen« DNA, a 22 chromozomů.
Následné analýzy struktury těchto řetězců DNA potvrdily, že arabica je křížencem dvou dalších druhů kávy, které sdílejí přibližně polovinu genomu Coffea arabica a 27 000 až 28 000 genů. Kromě toho vědci zjistili, že arabica se vyznačuje poměrně nízkou úrovní genetické rozmanitosti, a objevili důkazy o velkém počtu přeskupení ve struktuře chromozomů, doprovázených delecemi, zdvojeními a výměnami různých jejich částí.
Tyto chromozomální mutace podle vědců hrály důležitou roli při utváření rozmanitosti současných odrůd Arabiky, stejně jako při vzniku některých subvariant a hybridů Coffea arabica, jako jsou Bourbon a Timor. Genetici doufají, že následné studium těchto změn ve struktuře chromozomů pomůže biologům pochopit, jakým způsobem získaly hybridy arabiky Timora odolnost vůči velkému množství chorob.
Existuje více než 120 druhů kávovníků, z nichž polovina se používá k výrobě různých potravinářských produktů. Pouze tři z nich – arabica (Coffea arabica), liberica (Coffea liberica) a robusta (Coffea canephora) – jsou však v potravinářském průmyslu hojně využívány k výrobě kávy, přičemž arabica a robusta tvoří 56 % a 43 % světového trhu s kávovými zrny. Vědci nyní aktivně zkoumají strukturu genomu a biologii těchto kávovníků, aby je zachránili před škůdci a globálním oteplováním.
(cik, TASS)