Nowa mapa genetyczna kawy arabica, Coffea arabica, może pomóc hodowcom w opracowywaniu naparów bardziej odpornych na warunki klimatyczne.

Kawa jest drugim najczęściej spożywanym napojem na Ziemi – każdego dnia wypija się ponad 2 miliardy filiżanek. To także cenny towar, a w 2023 roku wartość światowego rynku przekroczyła 93 miliardy dolarów (74 miliardy funtów).

Dzięki doskonałemu, gładkiemu smakowi i wielu wybornym odmianom ziarna kawy arabica stanowią około 60–70% światowej produkcji kawy. Uprawa kawy zapewnia także bezpośrednie źródła utrzymania 25 milionom rolników rodzinnych, a kolejne 100 milionów osób zajmuje się przetwarzaniem i sprzedażą detaliczną kawy.

Jednak w wielu częściach świata uprawy kawy są również zagrożone zmianami klimatycznymi i musimy zastosować hodowlę, aby pomóc uprawom dostosować się do nowych warunków, a także uprawiać je na obszarach mniej podatnych na czynniki takie jak susza.

Opublikowane w Komunikacja przyrodniczabadanie to może pomóc w produkcji odmian kawy zapewniających wyższe plony i większą odporność na zmianę klimatu. Te nowe spostrzeżenia nie mogły pojawić się w ważniejszym momencie dla upraw kawy.

Sekrety genetyki kawy

Przełomowe badanie przeprowadzone przez międzynarodową grupę naukowców odkryło zaskakujące czynniki genetyczne, które leżą u podstaw różnorodności setek odmian kawy arabica uprawianych na całym świecie. Nowa praca, kierowana przez zespół z Uniwersytetu w Udine we Włoszech, ujawnia również zaskakujące podobieństwa między genetyką kawy a innymi ważnymi uprawami, w tym ziemniakami, kapustnymi i pszenicą.

Uprawy te nazywane są tetraploidami, ponieważ mają cztery kopie każdego genu zamiast dwóch kopii (po jednej od każdego rodzica) występujących u ludzi i prawie wszystkich innych zwierząt. Jak pokazano poniżej, genom Arabiki zawiera jedenaście grup chromosomów, każda zawierająca po dwie kopie od każdego z rodziców, Coffea canephora na niebiesko i Coffea eugenioides na zielono. W niektórych przypadkach części niebieskich i zielonych segmentów chromosomów zostały pomieszane.

W przeciwieństwie do roślin jadalnych, takich jak pszenica czy ziemniak, które przez dziesięciolecia lub stulecia były intensywnie hodowane w celu uzyskania odmian odpornych na suszę i szkodniki, kawa pozostaje w tyle pod względem stosowania nowoczesnych metod hodowli.

Obejmuje to stosowanie bardziej precyzyjnych technik opartych na DNA, takich jak edycja genomu, która polega na wprowadzaniu zmian w DNA. Metody te, stosowane również w medycynie, umożliwiają identyfikację i precyzyjną manipulację częściami genomu lub kodu genetycznego rośliny uprawnej w celu poprawy wielu aspektów wydajności.

Dysponując bardziej szczegółowymi informacjami na temat składu genetycznego kawy, badacze mogą zacząć wykorzystywać te metody do ulepszania odmian kawy. Jednym z problemów związanych z kawą arabica jest to, że nasze obecne odmiany nie są zbyt różnorodne.

Istnieje jednak wiele dzikich gatunków kawy, które są bardzo zróżnicowane, a jednym z celów będzie wytworzenie bardziej odpornych hybryd pomiędzy gatunkami dzikimi i uprawnymi. Umożliwi to hodowcom produkcję szerszej gamy odmian kawy, które będą mogły rozwijać się w wielu różnych regionach świata.

Kawa odporna na klimat?

W 2022 r. szwajcarskie badanie wykazało, że uprawy kawy arabiki stoją w obliczu bezprecedensowych zagrożeń wynikających ze zmiany klimatu, które mogą poważnie wpłynąć na główne regiony uprawne, takie jak Brazylia i Etiopia. Części tych regionów mogą nie nadawać się do uprawy kawy ze względu na zwiększoną częstość występowania suszy i zagrożenie ze strony nowych szkodników lub chorób.

Hodowcy już stosują zaawansowane metody uprawy innych roślin odpornych na suszę. W przyszłości będzie można je zastosować do kawy. Rzeczywiście, wcześniejsze prace w Portugalii i Ameryce Łacińskiej wykazały już, że nowe odmiany hybrydowe z Timoru Wschodniego charakteryzowały się użyteczną odpornością na choroby i formą zwiększonego wigoru zwaną heterozją.

Ta nowa wiedza poszerzy możliwości produkcji nowatorskich hybryd kawy odpowiednich dla takich lokalizacji jak Indie i Nowa Kaledonia, gdzie mogłyby stanowić nową uprawę dla rolników.

Chociaż uprawy kawy stoją w obliczu poważnych zagrożeń wynikających ze zmiany klimatu, pocieszające jest to, że jesteśmy teraz w stanie zrozumieć wspaniałą złożoność genetyczną roślin kawy z niespotykaną dotąd szczegółowością. Nowa wiedza genetyczna może również doprowadzić do opracowania nowych smaków, które jeszcze bardziej urozmaicą atrakcyjność kaw w różnych regionach świata.

Wraz z opracowaniem bardziej precyzyjnych narzędzi hodowlanych umożliwiających produkcję bardziej odpornych odmian, kawa może rozpocząć nową erę zarówno dla rolników, jak i konsumentów.