Выпущен новый, более полный геном арабики итальянским консорциумом для эффективного развития сортов

В конце января ученые из частного некоммерческого исследовательского центра итальянского консорциума Istituto di Genomica Applicata (IGA) опубликовали новый и более полный геном Arabica Bourbon Coffea. Этот геном послужит исходной точкой для разработки будущих устойчивых и высокопроизводительных сортов кофе. Этот геном является обновлением первого полностью открытого генома C. arabica, который был секвенирован тем же консорциумом и опубликован в 2018 году World Coffee Research (WCR).

Для создания обновленной сборки генома исследователи использовали современные технологии секвенирования, которые позволили более полно проанализировать хромосомную структуру арабики, включая ранее недоступные участки. «С использованием таких технологий гораздо проще собирать геном», — отметил доктор Микеле Морганте, один из авторов исследования, в интервью с Nature. В ходе этого процесса исследователи выявили различия в структуре, функции и эволюции геномов, внесенных двумя предками — C. canephora (коммерчески известной как робуста) и C. eugenioides.

Ученые также провели геномный анализ 174 образцов, в результате чего они обнаружили недостаток генетического разнообразия внутри вида арабики. Однако их анализ также выявил увеличение разнообразия в некоторых сортах кофе в определенных геномных регионах — из-за хромосомных аномалий, удалений и генетических сегментов, предоставленных гибридизацией между робустой и арабикой — что они описывают как «последствие интрогрессий, происходящих от так называемого Тиморского гибрида», в их исследовании, опубликованном в Nature Communications.

Эти результаты, демонстрирующие низкий уровень изменчивости на уровне ДНК, но значительную изменчивость на структурном уровне, будут полезным ресурсом для селекционеров кофе, сосредоточенных на генетическом улучшении и разработке сортов с желательными характеристиками, такими как устойчивость к вредителям и болезням, а также адаптация к климатическим условиям.

«Эти результаты подчеркивают высокий и положительный воздействие даже ограниченной межвидовой интрогрессии в относительно низкоразнообразном виде, таком как C. arabica», — сказал доктор Хорхе Берни, исследователь по селекции растений и геномике WCR. «Это также показывает, что внутри вида существует значительное разнообразие, которое остается неиспользованным, а также то, что новые мутации происходят естественным образом все время, и новая вариативность вводится из межвидовых скрещиваний. Программы селекции должны использовать и рекомбинировать это разнообразие, таким образом мы можем обеспечить значительное улучшение сортов и гарантировать устойчивое коротко- и долгосрочное генетическое развитие».

Это исследование возглавили доктора Симоне Скалабрин, Микеле Морганте и Габриэле Ди Гасперо из Istituto di Genomica Applicata. Среди вкладывших в исследование были доктор Хорхе Берни из WCR и бывший молекулярный селекционер WCR Люсиль Тониутти. Финансирование нового исследования предоставили компании-члены WCR illycaffè и Lavazza.

Геном Coffea arabica Bourbon

Coffea arabica — это полиплоидный вид, несущий четыре копии одиннадцати хромосом, характерных для рода Coffea, всего 44 (2n = 4x = 44). Технически это описывается как аллотетраплоидный геном, результат гибридизации между двумя диплоидными видами, Coffea canephora и Coffea eugenioides, что удвоило число хромосом у арабики до 44. Последовательность, сборка и предсказание генов и повторяющихся последовательностей Методы, использованные для создания оригинала и обновленной версии генома Bourbon, описаны в следующих статьях соответственно: Scalabrin, S., Toniutti, L., Di Gaspero, G. et al. A single polyploidization event at the origin of the tetraploid genome of Coffea arabica is responsible for the extremely low genetic variation in wild and cultivated germplasm. Sci Rep 10, 4642 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-61216-7 Scalabrin, S., Magris, G., Liva, M. et al. A chromosome-scale assembly reveals chromosomal aberrations and exchanges generating genetic diversity in Coffea arabica germplasm. Nat Commun 15, 463 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44449-8

Признание пользователя Геном кофе (C. arabica), созданный итальянским партнерством под руководством illycaffè и Lavazza с сотрудничеством World Coffee Research, предоставляется для продвижения исследований на безвозмездной основе. Чтобы уважать права производителей данных и участников, вы подтверждаете, что, загружая геном и связанные с ним файлы аннотаций ниже, вы соглашаетесь с следующими принципами: • Эти данные, как они представлены, являются предконкурентными и не могут быть патентованы. • Использовать данные в соответствии со всеми применимыми законами и нормативами, рекомендациями для научных исследований и публикаций. • Процитировать эти данные следующим образом: Scalabrin, S., Toniutti, L., Di Gaspero, G. et al. A single polyploidization event at the origin of the tetraploid genome of Coffea arabica is responsible for the extremely low genetic variation in wild and cultivated germplasm. Sci Rep 10, 4642 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-61216-7 Scalabrin, S., Magris, G., Liva, M. et al. A chromosome-scale assembly reveals chromosomal aberrations and exchanges generating genetic diversity in Coffea arabica germplasm. Nat Commun 15, 463 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44449-8 Вы также признаете, что поставщики данных (итальянское партнерство под руководством illycaffè и Lavazza): • Не делают никаких заявлений, не несут ответственности и не предоставляют никаких гарантий любого рода, явно выраженных или подразумеваемых, что использование данных не нарушит какие-либо патенты, авторские права, торговые марки или другие собственные права • Не несут ответственности за правильность, полноту, качество и надежность информации и результатов, которые могут быть получены с использованием данных, и не несут ответственности за любые убытки, возникающие из-за использования данных • Не несут ответственности за обращение с данными третьими сторонами, в частности, в случае несанкционированного доступа к сетям и системам World Coffee Research