Weltweit gibt es rund 120 Kaffeesorten. Bei der Kaffeeproduktion steht jedoch die Sorte Arabica mit 70 % an der Spitze. Doch der Klimawandel sorgt zunehmend für Ertragseinbußen, da die Pflanze äußerst sensibel ist. Sie verträgt Hitze und Dürre schlecht und ist damit anfälliger für Krankheiten. Hinzukommt, dass nach Einschätzung von Fachleuten die geeigneten Flächen für den Kaffeeanbau als Folge des Klimawandels weiter schrumpfen werden. Davon betroffen wäre auch Brasilien, das zu den führenden Kaffeeproduzenten der Welt zählt. Ein internationales Forschungskonsortium unter Beteiligung der Universität Leipzig hat nun ein neues Werkzeug für die Pflanzenforschung geschaffen, um die Auswahl und Züchtung klimaresistenter Pflanzen zu unterstützen.

Mit KI zu resistenteren Kaffeesorten

Gemeinsam mit dem Nahrungsmittelunternehmen Nestlé hatten Forschende aus Frankreich, Brasilien, Singapur, den USA, Uganda, Finnland, Belgien und Deutschland untersucht, wie die Auswahl und Züchtung klimaresistenterer Pflanzen mithilfe fortschrittlicher Datenwissenschaft und künstlicher Intelligenz unterstützt werden kann. Das Ergebnis ist ein Referenzgenom für die begehrte Kaffeesorte Arabica, das Forschenden nun in einer öffentlich zugänglichen digitalen Datenbank zur Verfügung steht.

„Im Rahmen der internationalen Zusammenarbeit hat unsere Gruppe die Teilbereiche des Genoms identifiziert, die nicht-codierende RNAs darstellen“, erklärt Peter Florian Stadler, Direktor des Interdisziplinären Zentrums für Bioinformatik der Universität Leipzig, der gemeinsam mit Jan Engelhardt an der Untersuchung beteiligt war.  Nicht-codierte RNAs übernehmen wie Boten-RNAs wichtige Funktionen in der Regulation und Koordination jeder Zelle. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Nature Genetics“ erschienen.

Neue genetische Marker von Kaffeesorten identifizieren

Das Referenzgenom soll Forschenden nun dabei helfen, wichtige genetische Merkmale von Kaffeesorten zu identifizieren, um spezifische Eigenschaften wie die Größe der Kaffeekirschen oder eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten und Trockenheit sowie Geschmacks- oder Aromamerkmale zu ermitteln. „Einfach ausgedrückt ist unsere neue Referenz wie ein hochwertiger Stadtplan einer großen Stadt. Sie wird uns dabei helfen, wichtige genetische Marker im Arabica-Genom zu identifizieren, die für bestimmte Eigenschaften der erwachsenen Pflanzen verantwortlich sind“, sagt Jeroen Dijkman, Leiter des Nestlé-Instituts für Agrarwissenschaften.

bb