«Nel 2014 abbiamo pubblicato su Science la mappatura del genoma della specie Robusta del caffè (Coffea canephora), ma ora con questo secondo lavoro, al quale hanno contributo ben 40 istituzioni da 19 paesi, siamo arrivati a decodificare il patrimonio genetico, ben più complesso, dell’Arabica e delle sue specie progenitrici, con il quale abbiamo ricostruito l’affascinante storia della ‘nascita’ di questa specie e della sua espansione a livello mondiale – ha al riguardo dichiarato il responsabile per ENEA del progetto, Giovanni Giuliano, ricercatore della Divisione biotecnologie e agroindustria – e i dati di mappatura del genoma faciliteranno le attività di miglioramento genetico e di conservazione del germoplasma di Arabica, che sono necessarie per la protezione di questa specie da future malattie, siccità e dai cambiamenti climatici».
COFFEE ARABICA
L’Arabica è nata tramite una ibridazione fra due specie diverse, Robusta e Coffea eugenioides, rispettivamente il padre e la madre, avvenuta fra i 300.000 e i 600.000 anni fa. Il luogo esatto dell’ibridazione è ignoto, ma il progenitore selvatico più vicino è stato individuato sull’altopiano etiopico, nella Great Rift Valley, un centro di biodiversità del pianeta. L’ibridazione fra specie diverse è un fenomeno frequente nella storia delle piante: tutte le piante dicotiledoni (¹) derivano da una ibridazione a tre avvenuta centoventi milioni di anni fa, mentre specie coltivate come cotone, frumento, tabacco, colza, derivano da ibridazioni più recenti. Nel lavoro, oltre a quello di Arabica, sono stati mappati ad altissima risoluzione anche i genomi delle due specie progenitrici, dimostrando che l’ordine dei geni di origine paterna e materna si è conservato in Arabica, pur rimescolandosi fra di loro nelle generazioni successive, come avviene in un incrocio fra individui della stessa specie.
COLLI DI BOTTIGLIA GENETICI
Domesticata probabilmente in Etiopia, Arabica è stata poi trasportata in Yemen, da dove si è diffusa in tutto il mondo: prima in India nel XVII secolo da monaci sufi, quindi in Indonesia dagli olandesi e nell’isola della Riunione dai francesi, infine nei Caraibi e in Sud America. Ognuno di questi spostamenti ha coinvolto pochissimi semi e/o piante, creando dei colli di bottiglia genetici che sono alla base della bassissima diversità genetica di Arabica, responsabile fra l’altro della sua sensibilità a una serie di malattie, fra cui la terribile ruggine del caffè (Hemileia vastatrix). Agli inizi del XX secolo nell’isola di Timor in Asia, Arabica si è re-incrociata spontaneamente con Robusta, acquisendo alcuni geni di resistenza alla ruggine che si sono diffusi in molte cultivar moderne.
LA MAPPATURA DEL GENOMA
«La mappatura del genoma – conclude Giuliano – ha permesso di ricostruire i rapporti di parentela fra le diverse cultivar e di mappare le zone in cui si sono introdotti i geni di resistenza alla ruggine. Ma è possibile la comparsa in futuro di nuovi ceppi di ruggine capaci di superare la resistenza della pianta, come sta già avvenendo per la banana. Ora, grazie a questo lavoro, i breeder avranno gli strumenti per difendere uno dei prodotti agricoli più importanti, come il caffè, che ha una produzione annua di circa dieci milioni di tonnellate per un valore commerciale di oltre quaranta miliardi di euro».
NOTE
(¹) Le dicotiledoni sono un gruppo di piante che si caratterizzano per la presenza di due cotiledoni nel seme che sono le prime foglie embrionali che si sviluppano all’interno del seme e forniscono sostanze nutritive alla pianta durante la germinazione. Le dicotiledoni sono caratterizzate anche da altre caratteristiche morfologiche, come le radici principali, le foglie con venature reticolate e i fiori che spesso hanno petali multipli di solito in numero di quatto o cinque.
