咖啡是世界上最大的商品作物之一，人们每天消费超过22.5亿杯。预计到2050年，气候变化将使适合种植咖啡的面积减少多达50%。温度和降雨模式的差异已使作物更容易受到病虫害的影响。

但加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员迈出了重要一步，可能导致适应气候变化的新型抗病品种的开发。

2017年，加州大学戴维斯分校的遗传学家对Coffea arabica基因组进行了测序，并首次向公众发布。小咖啡(Coffea arabica)是全球咖啡产量的70%。

为顺序提供的资金由位于东京的国际食品和饮料公司三得利集团提供。

新的基因组序列已发布到Phytozome.net，这是由美国能源部联合基因组研究所协调的比较植物基因组学的公共数据库。它可供世界各地的科学家和植物育种者使用。

阿拉比卡咖啡基因组的测序对于加利福尼亚特别有意义，其中咖啡植物在美国大陆首次商业化种植，并且正在出现特种咖啡产业。

“这种新的阿拉比卡咖啡基因组序列包含了开发高品质抗病咖啡品种的关键信息，这些咖啡品种能够适应未来30年威胁全球咖啡生产的气候变化，”遗传学家胡安梅德拉诺说。在加州大学戴维斯分校农业与环境科学学院和测序工作的共同研究员。

他说：“我们希望C. arabica序列最终将使每个参与咖啡的人受益 - 他们的生计受到咖啡叶锈病等破坏性疾病的威胁，咖啡加工商和世界各地的消费者。”

测序是通过Medrano和加州大学戴维斯分校植物科学家Allen Van Deynze和Dario Cantu的合作进行的。

友好的挑战导致C.阿拉伯咖啡的测序

几年前，中美洲的同事敦促麦德拉诺出生并在咖啡生产的危地马拉长大，考虑引进基因组技术来改善阿拉比卡咖啡。

2014年，其他地方的研究人员对Coffea canephora的基因组进行了测序 - 通常称为罗布斯塔咖啡，用于制作咖啡混合物和速溶咖啡。然而，对于更高价值和更具遗传性的阿拉比卡咖啡，没有可公开获得的基因组序列。

梅德拉诺对阿拉比卡草(C. arabica)序列的挑战很感兴趣，但作为动物遗传学家，在牲畜基因组学方面经验丰富，而非作物。

他没有被吓倒，他很快就利用加州大学戴维斯分校种子生物技术中心研究主任，加州大学戴维斯分校植物育种中心副主任，以及加州大学戴维斯分校葡萄栽培系植物遗传学家，分子育种家Van Deynze的专业知识。酿酒。

测序与加州咖啡种植的诞生相交叉

巧合的是，加州大学戴维斯分校的研究团队向农民Jay Ruskey介绍，他在加州大学合作推广农场顾问Mark Gaskell的帮助下，在Santa的北部Good Land Organics农场种植了美国大陆的第一批商业咖啡工厂。芭芭拉。

咖啡是一种热带作物，传统上生长在世界各地的地理带，在赤道以北或南部不超过25度。但在Ruskey的中央海岸农场，咖啡树在北纬约19度的任何其他商业咖啡种植园生产优质咖啡豆。

Ruskey还在从圣路易斯奥比斯波南部延伸至圣地亚哥的其他20个农场种植了咖啡树，推出了他认为将成为加利福尼亚州新的特色咖啡产业。

加州大学戴维斯分校的研究人员与Ruskey合作，收集了来自Good Land Organics生长的23种艺妓咖啡树的不同组织和发育阶段的遗传物质 - DNA和RNA样本。艺妓以其独特的芳香品质而闻名，是一种高价值的阿拉比卡咖啡品种，起源于埃塞俄比亚西部的山区。

来自其中一种树木的植物材料-UCG-17艺伎 - 用于开发阿拉伯树胶基因组序列。

Coffea arabica的复杂基因组

C.arabica是来自两种其他植物物种的杂交杂交：C.canephora(罗布斯塔咖啡)和密切相关的C.eugenioides。由于该混合杂交，C.arabica的复杂基因组具有四组染色体 - 不像许多其他植物和人类，其仅具有两个染色体组。

遗传秘密在艺伎品种中揭示

利用加利福尼亚州门洛帕克太平洋生物科学公司开发的测序技术，加州大学戴维斯分校的研究人员估计，UCG-17 Geisha的基因组由11.9亿个碱基组成 - 约为人类基因组的三分之一。

该研究结合了加利福尼亚州圣克鲁斯市Dovetail Genomics公司基因组测序和基因组装配的最新技术，揭示了估计有70,830个预测基因。

展望未来，研究人员将专注于识别与咖啡质量相关的基因和分子途径，希望这些能够更好地理解艺妓咖啡的风味特征。

他们对来自22种其他艺妓咖啡树的样本进行了测序，以获得该品种内以及其他13种阿拉比卡咖啡品种的遗传变异的一瞥，这对于开发能抵抗疾病和应对其他环境胁迫的植物也很重要。

基因组测序对全球工业至关重要

日本领先的特种咖啡公司Mi Cafeto Co. Ltd.总裁兼首席执行官Jose Kawashima强调了全球各级咖啡生产发现的重要性。

“在咖啡行业工作了40多年，并参观了世界各地的咖啡农场，由于社会问题日益恶化和气候变化的影响，我从未目睹过许多优质的阿拉比卡咖啡农场受到胁迫，”川岛说。没有直接参与基因组测序工作。

“因此，迫切需要利用这一科学发现来实现农场层面的实际改进，以维持咖啡行业的未来，”川岛说。“如果可以在咖啡生产者层面实现可持续性，那么消费国的咖啡爱好者可以继续享用优质咖啡。”

三得利集团通过位于日本京都的三得利全球创新中心有限公司为测序项目提供资金。

对于三得利集团来说特别感兴趣的是阿拉伯树胶卷烟序列，其众多品牌包括在日本上市的咖啡饮料。

三得利全球创新中心有限公司高级总经理Yoshikazu Tanaka说：“我们预计，通过C. arabica测序鉴定的基因的功能分析将导致开发出具有增强的风味和香气特征的新型抗病咖啡品种。”

“三得利集团将继续其研发工作，以确定用于制造具有更高附加值的咖啡饮料的配方和原料，重点是安全性，安全性和良好品味，”田中说。