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Il genoma del caffè, studio congiunto e Made in Italy

Disponibile in Open Access la prima sequenza del DNA di Coffea arabica: aiuterà il settore a migliorare la qualità della materia prima e a prepararsi ai cambiamenti climatici

il caffé  ha un suo DNA
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È la prima volta che la sequenza di un genoma di Coffea arabica viene resa disponibile al pubblico. Ciò è stato possibile grazie alla partnership tra due colossi italiani nella produzione quali Illycaffè e Lavazza. A differenza di quanto si possa pensare su eventuali competizioni tra i due big del caffè, da oltre due anni hanno finanziato la ricerca, in stretta collaborazione con ricercatori ed istituti scientifici di livello internazionale, per il sequenziamento del genoma del caffè Arabica. Con la collaborazione scientifica dell’Istituto di Genomica Applicata, IGA Technology Services, DNA Analytica e le Università di Trieste, Udine, Padova e Verona, è stato possibile ottenere la sequenza genomica da una pianta di Coffea arabica appartenente alla varietà Red Bourbon.

La ricerca come strumento per gestire le minacce del cambiamento climatico e per un caffè di qualità

Lo scopo della ricerca è quello di produrre un caffe migliore di qualità e resistente ai cambiamenti climatici che oggi minacciano le grandi coltivazioni di caffè. Il progetto di sequenziamento del genoma reso disponibile dal World Coffee Research, organizzazione no-profit per la ricerca e lo sviluppo nel settore del caffè a livello internazionale, è stato pubblicato su questo sito: un vero esempio di successo di collaborazione fra pubblico e privato.

Solo attraverso la scienza e la ricerca continua in tale ambito si potrà tutelare oltre 25 milioni di famiglie di coltivatori a livello mondiale dalle minacce del cambiamento climatico preservando un mercato di oltre 160 miliardi di dollari l’anno.

I protagonisti del progetto

L’Italia ha giocato un ruolo importante con le aziende Illy e Lavazza e con il contributo scientifico delle Università di Trieste, Udine, Padova e Verona

In occasione della presentazione dei risultati, Andrea Illy, presidente di Illycaffè, ha sottolineato: “Questa ricerca genetica rappresenta anche un’importante iniziativa a sostegno dei coltivatori di caffè di tutto il mondo che stanno già affrontando i danni provocati dal cambiamento climatico. Come già indicato da un altro progetto di ricerca comune – anch’esso sviluppato con i colleghi di Lavazza e l’Earth Institute della Columbia University diretto da Jeffrey Sachs nel 2015 – a causa del cambiamento climatico i terreni adatti alla coltivazione di caffè Arabica potrebbero ridursi del 50% entro il 2050, mentre secondo le previsioni la domanda globale dovrebbe quasi raddoppiare nello stesso periodo. La ricerca e l’innovazione sono dunque due strumenti fondamentali per combattere questa minaccia. Rendere disponibili a tutti i risultati di questa ricerca è un atto di responsabilità e massimizzerà l’impatto dell’impegno globale volto a rendere il caffè più sostenibile”.

Allo stesso modo l’altra azienda leader nel settore, Lavazza, attraverso il vice presidente Giuseppe Lavazza, ha confermato: “Il sequenziamento del genoma del caffè ci dà gli strumenti per ‘leggere’ la pianta e identificare con precisione le sue origini, oltre a individuare, ad esempio, i geni che permettono la resistenza alle malattie. I risultati di questa ricerca possono contribuire alla produzione di caffè di qualità superiore, basata su parametri oggettivi. L’eccellenza in termini di qualità è un obiettivo che da sempre caratterizza la nostra azienda, e che sarà sempre di più al centro delle nostre ricerche”.

Altro protagonista del progetto di ricerca è il professor Michele Morgante, Direttore Scientifico dell’Istituto di Genomica Applicata, impegnato in prima linea nel sequenziamento e alla ricostruzione del genoma della Coffea arabica, “Una delle maggiori difficoltà consisteva nel distinguere le sequenze derivanti dai genomi dei due progenitori dell’Arabica, ovvero la Coffea canephora e la Coffea eugenioides, estremamente simili tra loro. Per far fronte a questo problema, abbiamo utilizzato l’approccio del sequenziamento gerarchico in cui il genoma viene frammentato in porzioni di dimensioni relativamente ridotte prima di essere ricostruito. Siamo profondamente orgogliosi di essere i primi a svelare la sequenza del genoma dell’Arabica e di metterla a disposizione della comunità scientifica“. Infatti la pianta di Coffea arabica ha un numero di cromosomi doppio rispetto alle altre tipologie di piante da caffè coltivate nel mondo (Coffea canephora e la Coffea eugenioides).

 I numeri della ricerca

Analizzando i dati genetici è emerso che la Coffea arabica costituisce una specie complessa dal punto di vista genetico, in quanto è formata da quattro copie da 11 cromosomi.

La ricerca ha fornito i seguenti dati e fatti chiave:

  • 864 frammenti di genoma clonati in cromosomi artificiali batterici (BAC);
  • sequenziati in 96 gruppi di 384 cloni;
  • prodotte 488 miliardi di coppie di basi, corrispondenti a 132 genomi equivalenti (GE);
  • 1,3 Gb la dimensione stimata del genoma;
  • 96 assemblaggi di sequenze indipendenti mediante i software ABySS e SSPACE
  • 1,51 miliardi di coppie di basi contenute nella sequenza individuata;
  • 311 geni per la Coffea arabica, funzionalmente annotati.

I risultati si inseriscono nel binario tracciato dal World Coffee Research per accrescere, salvaguardare e perfezionare il caffè di qualità, migliorando al contempo le condizioni di vita delle famiglie produttrici.

La conoscenza di questo DNA aiuterà i protagonisti del settore ad affrontare le sfide del futuro, mitigando gli effetti negativi del riscaldamento globale e a donare un sorriso in più ai bevitori di caffè migliorandone la qualità.

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