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DAS GENOM VON KAFFEE

Ein italienisches Forschungsprojekt

In den letzten Jahren sah sich die Kaffeeindustrie neuen Herausforderungen gegenüber.

Der Klimawandel beeinflusst den Anbau in verschiedenen Gebieten der Welt Gerade zu einer Zeit, in der die Nachfrage in vielen Märkten steigt. Mehr über die Kaffeepflanze zu wissen ist darum ein entscheidender Faktor, um mit nachhaltigen Methoden auch in der Zukunft ausreichende Quantität und hohe Qualität sicherstellen zu können.

In diesem Kontext haben Lavazza und Illy zusammengearbeitet und ein Projekt zur Sequenzierung des Genoms von Coffea Arabica unterstützt.

Das Forschungsprojekt wurde von den Universitäten von Padua und Trieste und vom Istituto di Genomica Applicata in Udine durchgeführt, koordiniert von Professor Giorgio Graziosi von DNA Analytica Srl, einem Ableger der Universität von Trieste.

In diesem 100 % italienischen Projekt untersucht eine komplexe Studie die Genomsequenz eines pflanzlichen Organismus, der durch die Kreuzung von zwei verschiedenen Spezies entstanden ist. Das machte die Rekonstruktion von Paaren ähnlicher, aber nicht identischer Gene noch schwieriger.

Möglich gemacht wurde das durch die Anwendung einer innovativen hybriden Strategie, die traditionelle direkte Sequenzierung mit klonbasierter Sequenzierung kombinierte. Jede enthielt verschiedene Genomsegmente, die mit der Bacterial Artificial Chromosome (BAC) Technik gewonnen wurden.


Das Forschungsprojekt wurde in fünf Phasen durchgeführt.

Das Forschungsprojekt wurde in fünf Phasen durchgeführt.

In der ersten Pause wurde eine genomische BAC Bibliothek geschaffen, die über 175.000 Klone enthielt. In der zweiten Phase wurde die physische Sequenzierung der DNA der BACs durchgeführt, in der dritten Phase die physische Sequenzierung der gesamten Genom-DNA.

The fourth phase included the computerised reconstruction of the sequences and the final, fifth phase involved the annotation and identification of codified genes.

So wurde es möglich, die genetische Basis dieser Kaffeesorte zu dekodieren, die 70 % der weltweiten Produktion ausmacht. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden systematisch organisiert und öffentlich zugänglich gemacht. Sie stehen damit für mögliche landwirtschaftliche und industrielle Anwendungen zur Verfügung: Antwort auf den Bedarf nach erhöhter Produktion, kontinuierliche Verbesserung der Qualität, Entschärfung der negativen Effekte der globalen Erwärmung.

Die Studie ermöglichte die Identifizierung der Ursprünge der Pflanze und die Lokalisierung der Gene für eine Reihe verschiedener Eigenschaften: besondere Widerstandskraft gegenüber Krankheiten oder Infektionen, Reifezeit der Früchte, Größe der Pflanze und Anpassungsfähigkeit an schwierige Bedingungen. Auch der Koffeingehalt sowie Dicke und Löslichkeit der Zellwände, die wiederum die Extraktion des Getränks aus gemahlenem Kaffee beeinflussen, werden direkt oder indirekt von den Genen kontrolliert. Ein gutes Verständnis der Genetik der Pflanze ist darum eine wichtige Voraussetzung, um hohe Produktqualität erzielen zu können.

Eine wissenschaftliche Arbeit wurde im September 2014 in Kolumbien bei der 25. International Conference on Coffee Science, die von der Association for the Science and Information on Coffee (ASIC) organisiert wurde, präsentiert.