重写咖啡的遗传密码
阿拉比卡植物的遗传多样化对于帮助该物种变得更具适应性和适应力至关重要。安妮-玛丽·哈迪著
咖啡基因的故事一开始很简单。多年来，阿拉比卡的驯化过程大大降低了植物的多样性。基因组内缺乏变异使得该物种极易受到气候变化、非生物压力源、疾病和害虫的影响。物种内部的遗传多样化对于帮助培育适应和恢复的基础至关重要。
世界上有几个基因库对这种植物的遗传多样性进行了大量的研究。丹佛植物园园艺和全球倡议中心主任萨拉达·克里希南说:“下一步是确保现有基因的安全，并鼓励整个行业的共享和更多的全球合作。”
历史上，咖啡的培育项目都是在国家层面上进行的。“这种做法确实有很好的理由，生产者生活和存在于那个国家的经济中，”德克萨斯州大学城世界咖啡研究(WCR)的通讯主任汉娜·纽什万德(Hanna Neuschwander)说。传统上，资金来自帮助促进和刺激该国育种的大量发展赠款。
阿拉比卡基因组的鉴定为该领域的持续发展铺平了道路，使研究人员能够表征种质资源和特定性状。法国蒙彼利埃SUP Argo的研究员Andre Charrier说:“遗传学为确保能够适应气候限制的新品种提供了机会，包括选择抗病性、耐旱性和对非生物压力的弹性的植物。”
抗性育种
当咖啡叶锈病威胁到咖啡行业时，遗传学是研究人员关注的关键因素之一。正是通过这一过程，科学家们发现了咖啡叶抗锈病菌株。然而，这些菌株的效力正在减弱。
哥伦比亚卡尔达斯国家咖啡研究中心(Cenicafé， Chinchiná)主任Alvaro Gaitan说:“我们想象咖啡叶锈病就像一个黑客在晚上通宵工作来破译密码，如果你用一个单一的密码(在这种情况下是各种密码)来保护它，它就很容易破解密码。”“然而，如果你添加不同的密码(不同的遗传序列)，锈就更难一次破解所有密码。锈病可能会感染一些植物，但不会感染整块地。”遗传多样性本质上为农民提供了额外的安全保障，即使疾病、害虫或环境压力发生在农场层面，他们的整个种群也不会受到负面影响。
Cenicafé的育种计划的重点是利用遗传多样性。这一策略在哥伦比亚已经实施了几十年，然而，获得基因组信息有助于分离出植物中的理想性状。盖坦说:“我们正在不同的环境中测试这些菌种，看看哪些菌种生产得更快、更有弹性、味道更好，并从生产和多样性的各个方面进行研究。”
从农民的角度来看，增加新品种需要改变他们的生产实践(管理不同的开花时间，营养需求等)，并采取积极的方法来应对来自客户的任何阻力。
哥伦比亚卡利国际热带农业中心(CIAT)博士后克里斯蒂安·邦恩(Christian Bunn)说:“由于现有品种无法生产，一些农民已经投资种植和翻新，但随后他们就失去了客户。”使用经过认证的材料有助于管理这种风险，但消费者也需要接受教育，了解增加咖啡领域多样性的必要性。
品质筛选
说到与疾病作斗争，夏威夷Coffea咨询公司的创始人Shawn Steiman博士说，从一个有趣的角度来讲述这个故事。Steiman说:“我们在偏僻的地方，所以我们被一些更具有挑战性的疾病所隔离，比如锈病。”夏威夷也没有同样的成本壁垒，消费者预期并接受夏威夷种植的咖啡的更高价格。
特色咖啡伟德betvictor1946运动为夏威夷生产注重质量的有趣的新品种创造了需求。斯泰曼说:“科纳咖啡已经不够了，现在人们正在用遗传学来创造新的咖啡体验。”夏威夷咖啡产业正在成为全球特色咖啡运动的参与者。伟德betvictor1946他们这样做的方法之一是将生产技术与基因多样化的菌株相结合，生产出既有趣又令人惊叹的咖啡。
F1混合动力车的挑战和好处
F1杂交品种的目的是创造出一系列生物学上强大的植物，能够应对虫害和气候变化，同时提供高质量的杯子。Neuschwander说:“我们发现，如果植物健康状况良好，即使它没有对咖啡叶锈病做出反应的特定基因，它也能抵抗病原体。”“此外，一些管理良好的品种在火罐比赛中得分超过90分。“在过去，这通常是一个非此即彼的场景，对于F1混合动力车来说，情况不再是这样了。
F1杂交后代使用两个不同的亲本来创造一个充满遗传多样性的后代。然而，挑战在于这种杂交活力似乎在每一代植物中都消失了。如果研究人员能够大量生产杂交种子，而不是目前的克隆幼苗的过程，F1杂种的整体可获得性将大大提高。
WCR研究员Lucille Toniutti与CIRAD和AGI合作，发现了应对这一挑战的潜在解决方案。Toniutti说:“我发现了一些标记，这些标记可以让我追踪无花粉的特征，从而创造出无花粉(不育)的树木种群，育种者现在可以用这些标记来培育F1杂交后代。”她发现基因组中控制男性不育的主要区域出现在阿拉比卡C canephora亚基因组的第7号染色体上。
卢旺达育种中心于2018年秋天开业，这个地点包括WCR的100种遗传多样性(野生咖啡)的核心收藏，育种者可以用它们来创建杂交品种，并在他们的农场测试新材料。“在育种方面，我们需要更多创新，”Neuschwander说。“育种中心使咖啡生产商成为这一过程的一部分。”
农林业的作用
农林业经常被认为是帮助应对气候变化的工具。然而，在一些咖啡生产国仍然存在阻力，主要是因为这些农场的生产力水平与在充足阳光下种植咖啡相比较低。CIRAD的研究员伯努伊特·伯特兰说:“在农林复合环境中表现不佳的原因之一是，所选的品种非常适合干燥、日照充足的环境。”为了提高产量，农民需要引进在荫凉条件下产量良好的基因多样化植物。
几十年来，伯特兰一直在研究咖啡的遗传多样性及其在气候适应中的作用。“在20世纪90年代，我试图将一种美国品种与埃塞俄比亚品种杂交，”伯特兰说。“在培育出第一个杂交品种后，我们发现这些植物非常适应遮阴和全日照系统。”这个最初的F1混合动力车从它的母亲那里获得了适应全面阳光的能力，同时，从它的父亲那里获得了适应阴影系统的能力。
增加植物的多样性使其具有适应各种环境的能力。然而，基因多样性不能是帮助建立对气候变化的抵抗力的唯一工具。
贝特朗说:“如果农林业消失，生物多样性将受到影响，这意味着大约500万公顷的咖啡将消失。”“我们如何保护这些系统，是通过系统认证，并为农民提供一个有利的价格，这将有助于保持这些做法。”
适应不能集中在一个解决方案上
农民今天做出的决定将影响他们20-30年。Charrier表示，挑战在于找到能够适应气候变化负面影响的植物，无论是现在还是未来。
布恩说:“我们并不真正知道未来会有哪些病虫害会导致这些问题，但我们知道，通过增加基因库的可变性，并鼓励农民种植多种作物，将有助于农民应对这些挑战。”
适应不能仅仅基于基因。某些关键实践将需要发展，以帮助工厂减轻这些变化。“遗传学是帮助该行业发现可持续产品的一个关键方面，”Bunn说。“但从短期来看，我们需要其他解决方案;遗传学需要与实际的解决方案结合起来。”农民需要关注整个生产系统，这样无论他们面临什么样的条件，他们都将拥有适应它的工具。
“不能孤立地看待咖啡的故事。这不仅仅是生产者、烘焙师或消费者的问题，每个人都可以发挥作用，首先要了解当消费者不断要求廉价和容易获得的咖啡时出现的障碍。”克里希南说。“然而，农民才是为此付出代价的人。如果消费者想继续喝到高品质的咖啡，那么他们需要明白在这个行业投资的重要性——付出更高的价格。”
anne - marie难的她是安大略省巴里市的自由撰稿人、教授和演讲家。联络她的地址:(电子邮件保护)．
