Кофе Стармайя
Кофе Стармайя — это гибрид кофейного дерева, который можно размножать семенами, а не посредством соматического эмбриогенеза (SE). Он был получен от родительского растения с мужской стерильностью. Это облегчает контролируемое опыление, так как селекционерам не нужно вручную кастрировать каждый цветок автогамного кофейного дерева[1][2][3][4][5][6]. Установлено, что дерево «Стармайя» обладает высоким потенциалом урожайности плодов, устойчивостью к листовой ржавчине кофе и потенциалом (при выращивании на больших высотах) для производства напитка очень хорошего качества. Также было выявлено, что оно эффективно размножается в семенных садах. «Стармайя» — первое гибридное кофейное дерево F1, эффективно размножаемое в семенных садах, что является более дешёвым и простым методом размножения гибридов F1 по сравнению с более дорогим и технически сложным методом SE[1]. Кофе «Стармайя» проходит регистрацию для защиты прав интеллектуальной собственности через Международный союз по охране новых сортов растений (UPOV)[7].
Общие сведения
| Кофе Стармайя | |
|---|---|
| Систематика | |
| Вид | Coffea arabica |
| Происхождение | |
| Страна происхождения | Никарагуа |
| Селекционер | CIRAD |
| Габитус | Карликовый |
|---|---|
| Цвет кончиков листьев | Зелёный |
| Размер зерна | Крупный |
| Потенциал качества | Очень хороший |
| Потенциал урожайности | Высокий |
| Листовая ржавчина | Устойчив |
| Болезнь кофейных ягод (CBD) | Неизвестно |
| Нематоды | Неизвестно |
Селекция кофе
Кофе является автогамным растением: оно способно к самоопылению и, следовательно, к размножению «в себе». Для селекционеров это создаёт трудности при попытке контролировать опыление. Чтобы преодолеть эту проблему, селекционеры должны вручную кастрировать каждый цветок (на одной ветке кофейного дерева могут быть десятки цветков). После сбора специфической пыльцы с деревьев-доноров селекционеры вручную опыляют кастрированные цветки, нанося пыльцу на женские части (пестик). Методы селекции растений, преодолевающие эту трудность, помогут демократизировать производство и использование более специализированных, специально разработанных сортов, делая процесс селекции менее технически сложным и менее дорогостоящим[1].
Селекция самоопыляющихся растений с использованием родителей с мужской стерильностью регулярно применяется в других товарных культурах для получения гибридов F1[8]. Однако «Стармайя» представляет собой первый известный случай использования мужской стерильности при производстве гибридов F1 кофейных деревьев[1].
Использование родителей с мужской стерильностью для селекции является центральным аспектом использования семенных садов для размножения гибридов F1 самоопыляющихся видов. Однако, когда селекция происходит в полевых условиях (in situ), необходимо принимать меры, чтобы избежать опыления от близлежащих деревьев, не участвующих в программе. Дизайн и окончательная схема семенного сада могут помочь уменьшить чужеродное опыление за счёт использования изоляционных расстояний, контроля насекомых (опылителей) и т. д[9][1].
История
Разработка «Стармайи»
| Оценки каппинга «Стармайи» | |
|---|---|
| Аромат | 7,63 |
| Вкус | 7,63 |
| Послевкусие | 7,63 |
| Кислотность | 7,5 |
| Тело | 7,5 |
| Однородность | 10 |
| Чистота чашки | 10 |
| Баланс | 7,63 |
| Сладость | 8,88 |
| Общее впечатление | 7,63 |
| Итоговая оценка | 82,5 |
В 2001 году группа исследователей из Французского центра сельскохозяйственных исследований для международного развития (CIRAD) заметила высокорослый естественный мутант Coffea arabica, названный CIR-SM01, который не производил пыльцу (мужская стерильность)[1]. Растения с мужской стерильностью могут использоваться в качестве материнских растений в селекционных программах, поскольку селекционерам не нужно удалять мужские части цветка[10]. Исследователи подтвердили стабильность мутации, вызывающей мужскую стерильность, клонировав CIR-SM01 с помощью соматического эмбриогенеза. Они также подтвердили, что мутация является рецессивным признаком: оба родителя должны иметь этот признак, чтобы он проявился у потомства. Это означает, что сама «Стармайя» не является растением с мужской стерильностью, хотя одно из её родительских растений таковым является)[1].
Затем CIR-SM01 скрестили с четырьмя различными сортами карликового типа (Caturra red, Catuai 44, IAPAR59 и Marsellesa), использованными в качестве доноров пыльцы, чтобы проверить возможность получения гибридных семян F1[1]. Исследователи обнаружили, что скрещивание CIR-SM01 и «Марсельезы» (сорт, также разработанный CIRAD[3]), которое в итоге получило название «Стармайя», дало на 30 % больше зелёных зёрен, чем родительская «Марсельеза», при хорошем качестве напитка и устойчивости к листовой ржавчине кофе.
Вкусовые качества
Качество напитка в индустрии спешелти кофе определяется протоколом, обычно называемым каппингом. Этот процесс оценивает кофе по нескольким различным сенсорным дескрипторам, включая аромат, вкус, послевкусие, кислотность, тело, баланс и т. д., оценивая каждый из них по шкале от 0 до 100[11]. Любой кофе с оценкой 80 и выше считается спешелти кофе. В исследовании «Стармайя» получила общую оценку 82,5 по сравнению с 83,13 у родительского растения «Марсельеза» и 82,9 у контрольного растения «Катурра красный»[1].
Устойчивость к ржавчине
Листовая ржавчина кофе (CLR) является наиболее экономически значимым заболеванием кофе во всём мире[12][13]. Наиболее эффективной и долгосрочной стратегией борьбы с CLR является использование устойчивых сортов[14][15]. Хотя «Стармайя» была доказательством концепции массового производства гибридных семян F1, исследователи также оценили её способность противостоять заражению ржавчиной[1].
Одно из родительских растений, использованных в исследовании («Марсельеза»), в полевых условиях показало восприимчивость к ржавчине на уровне 1 %, а растение «Стармайя» — на уровне 8 %[1]. Исследователи полагают, что устойчивость «Стармайи» можно улучшить, предварительно повысив генетическую однородность (предсказуемость наследования признаков потомством, то есть создав «закреплённую линию»[16]) «Марсельезы». Высокий уровень заболеваемости ржавчиной у «Стармайи» в этом исследовании также частично объяснялся чужеродным опылением во время первоначального селекционного испытания[1].
Семенной сад
Семенной сад был заложен с использованием CIR-SM01 в качестве родителя с мужской стерильностью (получателя пыльцы) и «Марсельезы» в качестве предполагаемого донора пыльцы в соотношении 1:4 (получатель:донор). Плотность посадки на участке составляла 2 метра между рядами и 1,5 метра между растениями в ряду. Такая плотность позволяет разместить 4000 деревьев на гектар. Эта конфигурация обеспечила эффективное естественное опыление[17].
Семена, полученные из семенного сада, успешно выращивались как гибриды F1, демонстрируя, что семенной сад способен производить гибриды F1 такой формы примерно за половину стоимости соматического эмбриогенеза[18]. По оценкам, семенной сад может эффективно производить полмиллиона гибридных семян F1 с гектара в год.
Демократизация использования гибридов F1 становится более реальной благодаря снижению затрат и технических трудностей при использовании семенного сада для размножения гибридов F1[1][17].
