Les génomes du café Arabica et de ses parents enfin déchiffrés

Quand vous buvez votre tasse de café, vous ne vous doutez pas de la longue histoire du caféier, depuis son état sauvage jusqu’à sa culture sur plusieurs continents…Plus de 60 scientifiques ont étudié le génome de différentes populations actuelles de l’Arabica afin de comprendre sa diversification en variétés de caféiers modernes.

Il était une fois…. les Coffea

Côté en bourse et bu aux quatre coins de la planète, le café occupe une grande place dans notre quotidien mais constitue également une ressource économique vitale pour de nombreux pays du Sud. L’Arabica (Coffea arabica L.) est à l'origine d'environ 60 % du café produit dans le monde et son histoire est passionnante ! Originaires des hauts plateaux éthiopiens, les Arabica sont cultivés dès le XVe siècle au Yémen.

Sans entrer dans le détail des circonstances rocambolesques de leur arrivée en Asie et en Amérique, il est utile de souligner que pour chaque nouvelle zone de culture, la population initiale était issue d’un très petit nombre d’individus voire juste quelques graines. Ce qui fait dire aux spécialistes que la base génétique de la population mondiale actuelle d’Arabica est réduite (sous-entendu, sa diversité est faible). Ces caféiers Arabica tant convoités sont d’ailleurs les descendants des plants résultant d’une hybridation spontanée survenue il y a plus de 500 000 ans entre deux espèces sauvages, Coffea canephora (le Robusta) et C. eugenioides.

Génomes décryptés et relations généalogiques reconstruites

La très faible diversité des Arabica cultivés, au travers de ses deux lignées historiques - Typica et Bourbon - et de leurs variétés dérivées, rend sa production particulièrement sensible aux risques climatiques ou sanitaires. Afin d’éclairer les spécialistes de l’amélioration des variétés modernes, des scientifiques de 18 pays, collaborant sous l’initiative de l’IRD et de Nestlé, se sont attaqués au séquençage des trois génomes (Arabica et ses parents sauvages).

Il leur aura fallu dix ans pour démêler, dans leur bagage génétique, les épisodes qui ont conduit à la dizaine de variétés les plus connues telles que le Bourbon pointu,le Moka ou le Blue mountain, et à leurs apparentées. « Cela n’aurait pas été possible sans le partenariat de longue date avec l’Ouganda, le Brésil et la Colombie, souligne Valérie Poncet, généticienne de l'unité de recherche DIADE. Ainsi, l’individu de C. eugenioides séquencé vit dans les forêts ougandaises où il cohabite toujours avec C. canephora, deux espèces étudiées avec nos partenaires du NARO. Quant au C. arabica, c’est le Museum d’Histoire Naturelle de Londres qui a fourni le spécimen d’herbier ayant permis à Linné de définir l’espèce. »

En ce qui concerne l’arabica, la principale difficulté a été de séquencer les deux sous-génomes hérités des parents et de les distinguer en les comparant aux génomes actuels de ses deux espèces parentales. « Ceci a été rendu possible par l’accès à des individus exceptionnels des collections vivantes de l’IRD », ajoute Romain Guyot, généticien de l'unité de recherche DIADE et autre co-auteur. Les scientifiques constatent qu’« aucun des deux sous génomes ne domine l’autre au niveau de son expression ; C. arabica est le résultat d’une parfaite coopération entre les deux parents ». Sa qualité gustative serait due à cet équilibre.

Repérage de gènes d’intérêt

Si l’Arabica a tant de succès, il le doit à son parfum délicat et à son goût sans commune mesure avec le Robusta qui, lui, est amer et plus corsé. Les auteurs de l’étude se sont donc penchés sur les familles de gènes responsables de ces qualités recherchées. Ils ont séquencé 40 individus représentatifs de la diversité sauvage et cultivée qui proviennent principalement de l’Embrapa, institut agronomique brésilien.

Cela a permis, entre autres, de caractériser les descendants de l’hybridation spontanée entre Arabica et Robusta qui a eu lieu à Timor il y a environ 100 ans. Ces hybrides indonésiens ont changé la culture de l'Arabica grâce à la résistance à la rouille -  principale maladie des caféiers - apportée par Robusta. Grâce aux scientifiques et aux sélectionneurs, d’autres chapitres de la grande histoire du café continueront à s’écrire.

Référence

Salojärvi, J., Rambani, A., Yu, Z. et al. 2024. The genome and population genomics of allopolyploid Coffea arabica reveal the diversification history of modern coffee cultivars. Nat Genet. https://doi.org/10.1038/s41588-024-01695-w

Cette actualité est une adaptation d'un article initialement publié sur le site de l'Institut de recherche pour le développement (IRD).