Von der Ernte bis in die Tasse – eine neue genetische Karte könnte Ihren Morgenkaffee klimaresistenter machen
Eine neue genetische Karte der Arabica-Kaffeepflanze, Kaffee Arabicakönnte Züchtern helfen, klimabeständigere Biere zu entwickeln.
Kaffee ist das am zweithäufigsten konsumierte Getränk der Welt. Täglich werden mehr als 2 Milliarden Tassen davon getrunken. Kaffee ist außerdem ein wertvolles Gut und im Jahr 2023 war der globale Markt über 93 Milliarden US-Dollar (74 Milliarden Pfund) wert.
Mit ihrem hervorragenden, weichen Geschmack und vielen erlesenen Sorten machen Arabica-Kaffeebohnen etwa 60–70 % der weltweiten Kaffeeproduktion aus. Der Kaffeeanbau sichert zudem direkt den Lebensunterhalt von 25 Millionen Familienbauern, und weitere 100 Millionen Menschen sind in der Kaffeeverarbeitung und im Kaffeehandel tätig.
Allerdings ist auch der Kaffeeanbau in vielen Teilen der Welt durch den Klimawandel bedroht. Wir müssen die Pflanzen durch Züchtung besser an die neuen Bedingungen anpassen und sie außerdem in Gegenden anbauen, die weniger anfällig für Faktoren wie Dürre sind.
Diese Studie könnte dazu beitragen, Kaffeesorten mit höheren Erträgen und größerer Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel zu züchten. Diese neuen Erkenntnisse hätten für den Kaffeeanbau zu keinem wichtigeren Zeitpunkt kommen können.
Geheimnisse der Kaffeegenetik
Eine bahnbrechende Studie einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern hat die überraschenden genetischen Faktoren aufgedeckt, die der Vielfalt der Hunderten von Arabica-Kaffeesorten zugrunde liegen, die weltweit angebaut werden. Die neue Arbeit, die von einem Team der Universität Udine in Italien geleitet wurde, enthüllt auch überraschende Ähnlichkeiten zwischen der Genetik von Kaffee und anderen wichtigen Nutzpflanzen, darunter Kartoffeln, Kohl und Weizen.
Diese Pflanzen werden als Tetraploide bezeichnet, da sie vier Kopien jedes Gens besitzen, statt der zwei Kopien (eine von jedem Elternteil), die beim Menschen und fast allen anderen Tieren vorkommen. Wie unten gezeigt, enthält das Genom der Arabica-Pflanze elf Chromosomengruppen, von denen jede zwei Kopien von jedem ihrer jeweiligen Elternteile enthält. Kaffee canephora in blau und Kaffee eugenioides in grün. Teilweise sind Teile der blauen und grünen Chromosomenabschnitte vertauscht.
Im Gegensatz zu essbaren Nutzpflanzen wie Weizen oder Kartoffeln, bei denen über Jahrzehnte oder Jahrhunderte hinweg durch intensive Züchtung Sorten entstanden sind, die trockenheitsresistent oder schädlingsresistent sind, hinkt die Anwendung moderner Züchtungsmethoden beim Kaffee hinterher.
Dazu gehört der Einsatz präziserer DNA-basierter Techniken wie der Genomeditierung, bei der Änderungen an der DNA vorgenommen werden. Diese Methoden, die auch in der Medizin eingesetzt werden, ermöglichen es uns, Teile des Genoms oder des genetischen Codes einer Pflanze zu identifizieren und präzise zu manipulieren, um viele Aspekte der Leistung zu verbessern.
Mit detaillierteren Informationen über die genetische Zusammensetzung von Kaffee können Forscher beginnen, diese Methoden zu nutzen, um Kaffeesorten zu verbessern. Eines der Probleme mit Arabica-Kaffee ist, dass unsere aktuellen Sorten nicht sehr vielfältig sind.
Es gibt jedoch viele wilde Kaffeearten, die sehr vielfältig sind. Ein Ziel wird es sein, widerstandsfähigere Hybride zwischen den wilden und kultivierten Arten zu züchten. Auf diese Weise können Züchter eine größere Palette an Kaffeesorten produzieren, die in vielen verschiedenen Regionen der Welt gedeihen könnten.
Klimasicherer Kaffee?
Im Jahr 2022 zeigte eine Schweizer Studie, dass der Anbau von Arabica-Kaffee durch den Klimawandel beispiellosen Bedrohungen ausgesetzt ist, die wichtige Anbaugebiete wie Brasilien und Äthiopien schwer treffen könnten. Teile dieser Regionen könnten aufgrund häufigerer Dürreperioden und der Bedrohung durch neue Schädlinge oder Krankheiten für den Kaffeeanbau ungeeignet werden.
Züchter wenden bereits moderne Methoden an, um andere dürreresistente Pflanzen zu züchten. In Zukunft könnten diese auch auf Kaffee angewendet werden. Tatsächlich haben frühere Arbeiten in Portugal und Lateinamerika bereits gezeigt, dass neue Hybridsorten aus Osttimor eine nützliche Krankheitsresistenz und eine Form erhöhter Vitalität aufweisen, die als Heterosis bezeichnet wird.
Dieses neue Wissen wird die Möglichkeiten erweitern, neuartige Kaffeehybriden zu züchten, die für Standorte wie Indien und Neukaledonien geeignet sind, wo sie den Bauern als neue Nutzpflanze dienen könnten.
Obwohl der Kaffeeanbau durch den Klimawandel erheblich gefährdet ist, ist es ermutigend, dass wir nun die wunderbare genetische Komplexität der Kaffeepflanzen in bisher nie dagewesenem Detail verstehen können. Das neue genetische Wissen könnte auch zur Entwicklung neuer Geschmacksrichtungen führen, die die Attraktivität von Kaffee in verschiedenen Regionen der Welt weiter steigern würden.
Mit der Entwicklung präziserer Züchtungsmethoden zur Erzeugung widerstandsfähigerer Sorten könnte die Kaffeeindustrie sowohl für Kaffeebauern als auch für Kaffeekonsumenten an der Schwelle zu einer neuen Ära stehen.
Denis J Murphy, emeritierter Professor für Biotechnologie, University of South Wales
