Arabica có sự đa dạng di truyền thấp hơn bất kỳ loài cây trồng chính nào khác trên thế giới

Một nghiên cứu mới được công bố  sử dụng các công cụ di truyền học hiện đại để theo dõi lịch sử của loài cà phê Coffea arabica , loài cây trồng cà phê thương mại phổ biến và quan trọng nhất trên toàn thế giới. Các nhà nghiên cứu đã xác nhận khả năng đáng kể rằng C. arabica có nguồn gốc từ một nguồn gốc duy nhất, một sự kết hợp tự phát của các cá thể thuộc hai loài khác nhau, Coff Coffea canephora và Coffea eugenioides, đã kết hợp hai bộ gen để tạo ra một loài mới. Do đó, tất cả C. arabica được trồng trên khắp thế giới ngày nay có nguồn gốc từ một loại cây duy nhất ước tính 10.000 đến 20.000 năm trước. “Điều này có nghĩa là một loài thực vật duy nhất, siêu cá thể, đã sinh ra toàn bộ loài C. Arabica và hàng triệu cây được trồng trên khắp thế giới trong vành đai liên vùng”

Bài báo này cung cấp bằng chứng rõ ràng, dứt khoát rằng sự đa dạng thậm chí còn thấp hơn chúng ta nghĩ. Bài báo chỉ ra những lỗ hổng quan trọng đối với bất kỳ doanh nghiệp nào phụ thuộc vào ngành cà phê. Đồng thời, bài báo chỉ ra những con đường quan trọng để giảm thiểu tính dễ bị tổn thương đó thông qua việc nhân giống các giống Arabica lai F1 sử dụng Arabica hiện có nhưng sự đa dạng di truyền chưa được xác nhận, cũng như để nhân giống với các loài khác trong họ cà phê. Cả hai hoạt động đều khẩn cấp.

Kết quả có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của các chương trình nhân giống cà phê trên toàn thế giới, thường tìm cách khai thác sự đa dạng di truyền để giúp nông dân đáp ứng các thách thức từ biến đổi khí hậu đến dịch bệnh và sâu bệnh. Nhiều cách tiếp cận được sử dụng bởi các nhà lai tạo trong các cây trồng khác sẽ không hiệu quả đối với Arabica, vì tính đa dạng thấp đáng kể của nó. Các phát hiện cho thấy rằng về lâu dài, các nhà lai tạo sẽ cần phải tìm đến các loài có liên quan trong họ Coffea để tìm ra sự đa dạng di truyền đầy đủ để đáp ứng những thách thức phía trước, đặc biệt là biến đổi khí hậu và sử dụng các phương pháp nhân giống hiện đại để giới thiệu sự đa dạng mới lạ. Mặc dù vậy, các tác giả cũng cho rằng có sự đa dạng chưa được khai thác để các nhà lai tạo tận dụng lợi thế lai lai mạnh mẽ bằng cách lai Ả Rập từ các nhóm di truyền khác nhau để tạo ra các giống lai F1 mới.

Sử dụng di truyền để theo dõi lịch sử của Arabica

Bất chấp những phát hiện mạnh mẽ của các tác giả về sự đa dạng thấp của Arabica, họ đã có thể nhận ra ba nhóm di truyền riêng biệt, điều này bổ sung sự hỗ trợ thực nghiệm đáng kể cho các tài khoản lịch sử về sự di chuyển của cà phê ra khỏi Ethiopia. C. arabica có nguồn gốc từ các khu rừng vùng cao hoang dã của Ethiopia; các tài khoản lịch sử cho chúng ta biết rằng cà phê đã chuyển đến Yemen vào thế kỷ 14, nơi nó lần đầu tiên được sử dụng để canh tác trong các hệ thống trồng trọt toàn mặt trời. Từ Yemen, hai nhóm cà phê, dòng dõi Bourbon và typica, chuyển đến phần còn lại của thế giới, nơi họ tiếp tục thống trị sản xuất. Các nghiên cứu trước đây về Arabica chỉ phân biệt hai nhóm: Một nhóm có chứa các giống thương mại di chuyển từ Ethiopia đến Yemen và sau đó đến thế giới, cũng như một nhóm người Ả Rập hoang dã của người Ê-ti-ô-lông. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã tiết lộ ba nhóm riêng biệt:

1. Nhóm Yemen Yemen-Harare, gồm phần lớn các giống được trồng trên toàn cầu, cũng như các giống được thuần hóa ở Yemen, dường như thích nghi với ánh nắng mặt trời đầy đủ, không cần cây che bóng.
2. Nhóm cà phê hoang dã và vườn của người Nigeria có nguồn gốc từ vùng Jimma-Bonga, ở phía tây nam của đất nước.
3. Nhóm nguồn gốc Ethiopia riêng biệt, phần lớn đến từ những khu rừng hoang dã, vẫn còn rất ít được biết đến, có nguồn gốc xung quanh Sheka ở phía tây nam của Ethiopia.

Các tác giả cũng cho rằng có thể có một nhóm thứ tư dựa trên khu rừng Harenna ở rìa phía đông của Thung lũng Rift, nhưng không có đủ cá thể từ Harenna trong quần thể được lấy mẫu để kiểm tra điều này.

Ý nghĩa của việc nhân giống trong tương lai

Hầu hết các loại cà phê từ các nhóm Jimma-Bonga và Sheka chưa bao giờ được sử dụng trong các chương trình nhân giống cà phê bên ngoài Ethiopia. Sự tồn tại của các nhóm này, và sự khác biệt của chúng với các giống thương mại, có nghĩa là các nhà lai tạo có thể sử dụng chúng để tạo ra các giống lai F1 mang lại sự đa dạng di truyền mới và cực kỳ quan trọng cho các giống được trồng. Bởi vì các giống lai F1 như vậy nắm bắt sự đa dạng di truyền bổ sung này, chúng thường thích nghi tốt hơn với nhiều môi trường hơn các giống truyền thống, điều rất quan trọng để hỗ trợ thích ứng ngắn hạn với biến đổi khí hậu.

Đồng thời, kết quả của nghiên cứu bổ sung hỗ trợ thực nghiệm đáng kể cho các quan sát trong thời gian dài về sự đa dạng di truyền thấp của Arabica khiến loài này cực kỳ dễ bị tổn thương trong thời gian dài. Để đối phó với sự đa dạng thấp, các nhà tạo giống có thể sẽ cần phải chuyển sang các loài cà phê hoặc các loài cà phê khác như các dẫn xuất lai Timor nổi tiếng để phóng to bộ công cụ di truyền của người dùng có sẵn cho cà phê để chống lại sâu bệnh, bệnh, nhiệt độ tăng và các mối đe dọa khác .

“Các kết luận thuyết phục của bài viết này ủng hộ các chiến lược nhân giống ngắn và trung hạn của WCR, Giáo sư Lucile Toniutti. Nhà tạo phân tử của WCR, trong thời gian ngắn, mặc dù sự đa dạng di truyền Arabica rất thấp, sức sống lai đáng kể vẫn tồn tại khi vượt qua Ả Rập khác biệt ( hoang dã x được trồng) để tạo ra các giống lai F1 Có nghĩa là sự đa dạng di truyền là đủ cho sự tiến bộ bằng cách sử dụng các giống lai F1. Trong trung và dài hạn, chiến lược của chúng tôi là theo đuổi sự xâm nhập của các đặc điểm từ C. canephora vào Arabica; công việc đó đã bắt đầu. “

Một nhóm cộng tác viên quốc tế, trình tự bộ gen và một tấn cà phê

Nghiên cứu đã tập hợp các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới trong sự hợp tác công tư để giải mã lịch sử di truyền của người Hồi giáo Arabica. Các phát hiện dựa trên hai yếu tố chính: hoàn thành trình tự bộ gen cho Arabica và đặc tính di truyền của hàng trăm đa dạng di truyền từ Ả Rập.

Việc hoàn thành bộ gen C. arabica, đã được phát hành công khai vào năm ngoái bởi một đối tác nghiên cứu của Ý, dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu từ Istituto di Genomica Applicata, Lavazza, illycaffè ,, và các trường đại học Ý. Trình tự bộ gen đã được hoàn thành trên một cá thể Red Bourbon; các nhà nghiên cứu ước tính kích thước bộ gen ~ 1,3 Gbp.

dịch và cô đọng từ : https://worldcoffeeresearch.org/work/measuring-genetic-diversity-coffea-arabica/study-confirms-all-arabica-coffee-diversity-available-today-derived-single-ancestral-plant/

Read More