Новый генетический анализ сотен какао-деревьев, представляющих традиционные амазонские сорта, выращиваемые на фермах по всей Перу, выявил четыре ранее неидентифицированные, генетически различающиеся линии. По предварительным оценкам исследователей, как минимум две из четырех найденных линий обладают генетическими свойствами, позволяющими производить шоколад экстра-класса с уникальными ароматическими профилям.
Команда под руководством Ламберта Мотилала (Университет Вест-Индии), а также Марты С. Кальдерон и Данило Э. Бустаманте (Национальный университет Торибио Родригеса де Мендоса) провела масштабный анализ для изучения неиспользованного разнообразия какао-деревьев в Перу. Результаты исследования опубликованы в журнале открытого доступа PLOS One.
Какао-бобы, получаемые из какао-деревьев, лежат в основе многомиллиардной мировой шоколадной индустрии. В Перу, восьмом по величине производителе какао, по состоянию на 2024 год более 80 000 фермерских семей зависели от выращивания какао. Многие перуанские фермы выращивают дикие и полудикие сорта какао, которые не были существенно изменены такими методами, как селекция или генная инженерия.
Предыдущие исследования показывают, что местные какао-деревья, выращиваемые в Перу и других странах, можно разделить на 10 групп на основе их генетического сходства друг с другом. Отдельные деревья могут представлять собой чистую группу или комбинацию различных групп.
Исследователи изучили 390 образцов какао-деревьев с традиционных и индигенных ферм в 8 различных департаментах Перу — от низменностей Амазонии до предгорий Анд. Они использовали 192 однонуклеотидных маркера (SNP), чтобы расшифровать тонкие различия в ДНК растений. Генетический анализ показал, что популяция традиционного перуанского какао скрывает в себе четыре уникальные генетические ветви (линии), которые ранее никогда не описывались учеными и не входили в 10 общепризнанных мировых генетических групп какао.
Некоторые из проанализированных деревьев попали в одну чистую группу, в то время как другие представляли собой смеси. Исследователи обнаружили, что разные регионы Перу имеют свои собственные отличительные генетические «сигнатуры», подчеркивая тонкие географические различия в генетическом составе выращиваемых какао-деревьев.
По мнению исследователей, две из четырех групп имеют происхождение, которое позволяет предположить, что они могут производить особенно высококачественные и ароматные бобы.
Анализ также помог прояснить происхождение определенного культивара какао, известного как сорт CCN 51, который целенаправленно выращивался для получения высокой урожайности и устойчивости к болезням и приобретает все большее экономическое значение.
Этот сорт называют «рабочей лошадкой» шоколадной индустрии, но вокруг его истинных предков долгое время велись споры. Исследование подтвердило сложную гибридную природу CCN 51 и точно определило доли его предков, что крайне важно для понимания причин его феноменальной урожайности и устойчивости.
CCN 51 (расшифровывается как Colección Castro Naranjal, сорт №51) был выведен в Эквадоре в 1960-х годах независимым селекционером Гомеро Кастро. Генетическое картирование показало, что сорт представляет собой «смешанный» (адмиксный) генотип, собравший в себе черты трех ключевых генетических групп мирового какао:
- Iquitos (45,4%): преобладающая доля генов, унаследованная от диких перуанских деревьев региона Икитос. Именно эта линия обеспечила сорту мощный иммунитет к заболеваниям.
- Criollo (22,2%): древняя группа какао, известная своими тонкими ароматическими свойствами.
- Amelonado (21,5%): генетическая группа, дающая высокую плотность плодов и стабильную продуктивность.
- Кроме того, анализ митохондриальной ДНК подтвердил, что по материнской линии сорт унаследовал цитотип от известного перуанского клона IMC 67 (Iquitos Mixed Calabacillo). Это доказывает, что супер-сорт CCN 51 фундаментально укоренен в перуанском генетическом материале.
Данные исследования подчеркивают двойственную роль этого культивара на рынке.
CCN 51 дает урожай в 3–4 раза выше, чем традиционные старые сорта, и начинает плодоносить гораздо раньше. Он обладает высокой устойчивостью к засухе и самому опасному для какао-деревьев грибу Южной Америки — «ведьминой метле».
Однако (и почему его не любит крафтовый рынок) из-за генетического преобладания группы Iquitos и высокой концентрации полифенолов бобы CCN 51 имеют повышенную кислотность, горечь и вяжущий вкус. Из него сложно получить тонкий, фруктово-цветочный аромат, ценимый в спешелти-шоколаде.
Прояснив структуру CCN 51 и одновременно открыв четыре новые чистые дикие линии какао в Перу, команда Мотилала дала селекционерам мощный инструмент. Теперь ученые могут использовать новые дикие перуанские гены, чтобы повторить успех CCN 51 — создать новые гибриды, которые будут такими же сверхурожайными и стойкими, но при этом приобретут премиальный, изысканный вкус.
Характеристика четырех новых групп позволяет предположить, что Перу обладает уникальными генетическими ресурсами, которые можно использовать для получения ценных характеристик, полезных для рынка какао и шоколада.
Авторы добавляют: «Наше исследование показывает, что, хотя перуанские какао-деревья имеют общую генетическую основу по всей стране, каждый регион обладает уникальной генетической сигнатурой, и нам удалось выявить четыре совершенно новые линии какао. Эта модель не только меняет наше понимание генетического ландшафта какао в Перу, но и предоставляет реальный новый ресурс для сохранения и развития индустрии шоколада с изысканным вкусом. Одним из самых приятных моментов была работа непосредственно с местными деревьями, произрастающими на фермах в восьми совершенно разных регионах, от низменности Амазонии до предгорий Анд. Было поразительно осознать, что эти бесценные генетические сокровища не заперты в лаборатории. Они буквально растут на задних дворах фермеров, ожидая, когда их охарактеризуют и оценят для рынка премиум-класса».
Источник: Public Library of Science.
На фото: образцы какао-деревьев из Центра исследований какао Университета Вест-Индии, Сент-Огастин, Тринидад и Тобаго.
Автор изображения: Ламберт Мотилал из Университета Вест-Индии, CC-BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
