아라비카 커피 재배 품종들의 기원 The Origin of Cultivated Coffea arabica L. Varieties revealed By AFLP and SSR Markers

 

• 18세기 초부터 예멘에서 퍼져 전 세계적으로 재배되는 대부분의 아라비카 품종을 탄생시킨 커피(즉, Typica와 Bourbon)의 유전적 베이스들  간의 그리고 내의 다형성(polymorphism)을 평가하는데 분자 마커들(molecular markers)이 사용되었다.
• 전파된 베이스들로부터 유래된 11개의 아라비카 액세션들이 6개의 미세부수체(microsatellites)에 의해 생성된 37개의 프라이머 조합(primer combinations) 및 단순 서열 반복(simple-sequence repeats, SSR)을 사용하여 AFLP(amplified fragment length polymorphism , 증폭된 단편 길이 다형성)에 의해 평가되었다.
• 예멘에서 자라는 4개의 재배품종들과, 종 다양성의 주요 센터에서 수집된 11개의 자생적 액세션들이 연구에 포함되어, 재배품종들의 유전적 베이스들에서 파생된 액세션들과의 관계를 정의했다.
• 107개의 AFLP 마커를 사용하여 유전적 거리를 계산하고 덴드로그램을 구성했다. 전파된 베이스들에서 파생된 액세션들은 유전적 기원(genetic origin)에 따라 별도로 그룹화되었으며, 자생적 액세션들과 구별되었다. 
• 예멘 재배품종들은 Typica 유래 액세션들로 분류되었다. 하나의 AFLP 마커를 제외하고, 재배되는 액세션들에 존재하는 모든 AFLP 및 SSR 마커가 자생적 액세션들에서도 검출되었다.
• 자생적 액세션들 간의 다형성은 재배되는 액세션들 간의 다형성보다 훨씬 높았다. 유전적 베이스들 내에서는 매우 낮았으며, 이는 전파에 대한 역사적 문서를 확인시켜 준다. 
• 그 결과는 C. arabica가 다양성의 주요 중심에서 확산되는 동안 연속적으로 발생한 유전적 다양성 감소에 대한
  논의를 가능하게 했다.

 

 

상업용 커피 생산은 주로 Coffea arabica L.(70%)과 C. canephora Pierre(30%)의 두 종에 의존한다.
더 나은 컵 품질은 에티오피아 남서부 고원(Sylvain 1955), 수단의 Boma 고원(Thomas 1942) 및 케냐의 Marsabit 산(Anthony et al. 1987)에 다양성의 주요 중심지가 있는 이질사배체(allotetraploid)(2n=4x=44) 種인 C. arabica와 관련이 있다. 

커피에 대한 최초의 기록된 언급은 10세기 아라비아 의사인 Razes에서 나왔다 (Smith 1985). 그러나 커피 이용은 적어도 1,500년 전에 에티오피아 남서부에서 시작되었을 수 있다 (Lejeune 1958). 아라비카 커피 나무는 이르면 서기 575년(Wellman 1961) 또는 불과 3~4세기 전(Eskes 1989)에 예멘에 도입되었을 수 있다.

두 가지 유전적 베이스들(genetic bases)이 예멘으로부터 퍼졌으며,
이는 전 세계적으로 재배되는 대부분의 상업용 아라비카 재배품종들을 탄생시켰다.

그들은 두 가지 별개의 식물학적 변종들로 기술되었다:

♣ C. arabica var. arabica (보통 C. arabica var. typica Cramer라고 함) 그리고

♣ C. arabica var. bourbon (B. Rodr.) Choussy (Krug et al. 1939; Carvalho et al. 1969). 

역사적 데이터에 따르면 

Typica 유전적 베이스는

    인도네시아의 나무 한 그루이며,

    이후 18세기 초 암스테르담 식물원에서 재배된 것에서 유래한 것으로 나타났다

    (Chevalier and Dagron 1928; Carvalho 1946).

Bourbon 유전적 베이스는

     1715년과 1718년에 Mocha (Yemen)로부터 부르봉 섬(현재 Réunion)으로 도입된

     커피나무들에서 유래되었다 (Haarer 1956).

 

커피 필드 유전자은행들에 보존된 유전적 다양성이 농업 형태학적 특성들을 사용하여 평가되어 왔으며, 최근에는 DNA 기반 유전자 마커를 사용하여 평가되었다. 그 결과, 두 가지 유전적 베이스들의 재배되는 매터리얼들에 대한 특성 분석이 가능해졌다.

Bourbon 유래 재배품종들은 Typica 유래 재배품종들보다 

    ◈ 더 작고 곧은 성장 습관(more compact and upright growth habit),

    ◈ 더 높은 소출(higher yield) 및

    ◈ 더 나은 컵 품질(better cup quality)을 특징으로 한다 (Carvalho et al. 1969).

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers (무작위 증폭 다형성 DNA 마커)가 

재배물과 야생물을 구별하는 것으로 나타났다 (Orozco-astillo et al. 1994; Lashermes et al. 1996; Anthony et al. 2001).

에티오피아의 야생 및 재배 커피는 농업 형태학적 관찰을 사용하여 지리적 원산지(예: 에티오피아 남서부 및 남/남동부) (Montagnon and Bouharmont 1996) 및 RAPD 마커(Anthony et al. 2001)에 따라 분류된 바 있었다. 

게놈 전반에 걸쳐 많은 수의 마커 유전자좌(marker loci)를 동시에 분석할 수 있는

AFLP (amplified fragment length polymorphism) 접근법(Vos et al. 1995)의 최근 개발은

매우 강력한 것으로 보인다 (Powell et al. 1996).

커피에 AFLP 마커를 적용하는 것은 

자생적인 이종간 잡종(C. arabica × C. canephora)의 계통 및 파생물에서 

유전자이입 단편 (introgression fragments)을 검출하는 데 효과적인 것으로 입증되었다 (Lashermes et al. 2000).

단순 서열 반복(simple-sequence repeats, SSRs) 또는 

미소부수체 기반 마커(microsatellite-based markers)는 

신속하고 간단한 중합효소 연쇄 반응 어세이(PCR, polymerase chain reaction assays)로

효율적으로 분석할 수 있기 때문에 식물 유전 연구에 매우 매력적이다.

최근 커피에서 11개의 미소부수체 유전자좌(microsatellite loci)가 식별되었으며, 그 중 6개는 C. arabica 내에서 다형적(polymorphic)이었다 (Combes et al. 2000).

 

여기서 보고되는 탐구에서, AFLP 마커는 

Typica 및 Bourbon 파생 액세션들과 예멘 재배품종들 간의 다형성을 평가하는 데 사용되었다.

그들의 야생물들과의 관계는 C. arabica 종의 원산지 중심에서 수집된 자생 나무들에서 유래된 액세션들을 분석하여 정의되었다.

◈ AFLP 마커에 의해 검출된 유전적 다양성의 구조를 확인하고

◈ 유전자 그룹 내의 다형성을 비교하기 위해 미세부수체 유전자좌를 사용했다.

결과는 커피 재배의 주요 단계를 설명하기 위해 커피 재배에 대한 역사적 데이터와 관련하여 논의된다.

 

 

 

▣ Plant material

본 연구에 사용된 26개 액세션 항목은 Table 1에 나와 있다.

 

Typica 및 Bourbon 재배품종들은 

Krug et al. (1939)가 설명한 식물학적 변종들과 일치하는 CATIE 필드 유전자 은행에서 선발되었다. (1939).
5개의 상업용 재배품종들이 분석되었다: 

    Typica 유래 품종 2개 (Blue Mountain 및 Pluma Hidalgo),

    Bourbon 유래 품종 2개 (Caturra 및 Villasarchi),

    (Typica × Bourbon) × Bourbon 하이브리드에서 유래하고
             Catuai로 전 세계적으로 재배되는 품종 (Carvalho 1991).

    Typica 유래 돌연변이체 (Cera), 

    Bourbon 유래 돌연변이체 (Mokka), 그리고

    Bourbon 유래 이반수체 (di-haploid) 나무(n=22)도 연구에 포함되었다.

IPGRI에 의해 the Popular Democratic Republic of Yemen서 수집된 (Eskes 1989)
4개의 재배품종들이 재배물의 샘플링을 완료했다.

11개의 자생물 파생 액세션들(subspontaneous-derived accessions)이 사용되었다:

    에티오피아 FAO 컬렉션의 4개 액세션들 (FAO 1968),

    에티오피아 ORSTOM (현재 IRD) 컬렉션의 5개 액세션들 (Guillaumet and Hallé 1978),

    수단 남부가 원산지인 Rume Sudan (Thomas 1942)과

    에티오피아 남서부가 원산지인 Geisha (Jones 1956).

본 연구에 포함된 자생물 파생 액세션들은 야생 커피의 RAPD 마커에 의해 검출된 유전적 다양성을 대표하도록 선택되었다 (Anthony et al. 2001). "자생물(subspontaneous)"이라는 용어는 야생 커피에서 추출되고 에티오피아 현지에서 재배되는 것을 의미한다. 2개의 나무들로 대표되는, cv. Catuai를 제외하고 액세션 당 하나의 개체가 분석되었다. 

 

 

 

▣ AFLP analysis

• Agwanda et al.(1997)에 따라서 동결 건조된 잎에서 DNA를 분리했다.
• AFLP 절차는 Vos et al. (1995)에 의해 설명된 바와 같이, 기본적으로 커피 DNA에 약간의 변형을 가하여 수행되었다(Lashermes et al. 2000).
• 500ng 게놈 DNA의 부분표본(aliquot)을 제한 효소(restriction enzymes) EcoRI 및 MseI로 분해했다.
• 제한 단편을 이중가닥 EcoRI-어댑터 및 MseI-어댑터와 연결했다.
• 하나의 추가된 선택적 뉴클레오티드와의 적절한 프라이머 조합(appropriate primer combinations with one added selective nucleotide)을 사용하여 사전 증폭(preamplification)을 수행했다: E+A/M+C.
• E 또는 M 다음의 코드는 각각 EcoRI 및 MseI 프라이머의 3' 말단에 있는 선택적 뉴클레오티드에 해당한다.
• 반응 혼합물을 1/30으로 희석하고, 각각 3개의 선택적 뉴클레오티드를 갖는 2개의 프라이머를 사용하여 최종 증폭에 10 μl를 사용했다.
• 37개의 AFLP 프라이머 조합들(AFLP primer combinations)이 커피 액세션들에 대한 명확한 패턴을 생성했고
  본 연구에 사용된 액세션들 중에서 다형성을 검출했다 (Table 2).

 

 

 

▣ Microsatellite analysis

• 이전에 C. arabica에서 명확한 다형성을 보인 6개의 미소부수체(Combes et al. 2000)가 이 연구에 사용되었다.
• SSR은 (TG)13 motifs가 풍부한 부분 게놈 라이브러리(C. arabica cv. Caturra)에서 파생되었다 (Vascotto et al. 1999).
• 미세부수체 유전자좌의 PCR 증폭을 위한 반응 혼합물에는 다음과 같은 것들이 함유되었다. 
  25ng의 게놈 DNA,
  10mM Tris-HCI,
  pH 9.0, 0.1% Triton X-100,
  1.5mM의 MgCl2,
  0.2pmol의 각 프라이머,
  0.2mM의 dCTP, dGTP,  dTTP,
  0.01 mM dATP,
  0.8 mCi [33 P]-dATP (Amersham Pharmacia, Piscataway, N.J.), 그리고
  0.5 U of Taq DNA polymerase (Promega, Madison, W.s.) in a 25-μl final volume.
• 반응은 PTC-200 thermocycler (열순환기)(MJ Research)에서 수행되었다.
• 증폭 사이클은
  94°C에서 초기 2분 변성(denaturation),
  94°C에서 45초 동안 5회 변성,
  60°C에서 1분 프라이머 어닐링(primer annealing),
  각 사이클마다 온도 1°C 감소 그리고 72°C에서 1분 30초 신장(elongation)으로 구성되었다.
• 그런 다음 90°C에서 45초, 55°C에서 1분, 72°C에서 1분 30초의 30 사이클을 수행한 후,
  72°C에서 최종 8분 신장을 수행했다.
• 증폭 산물은 8M urea 및 1X TBE가 포함된 6% denaturing polyacrylamide gel에서 분리되었다.
• 방사성 표지된 10-bp ladder DNA가 사이즈 스탠다드로 사용되었다.

 

▣ Diversity structure

• 연구된 액세션들 중에서 총 107개의 AFLP 다형성 마커가 검출되었으며, 유전자 분석을 위해 점수가 매겨졌다.
• 이 마커들은 액세션 쌍 사이의 유전적 거리(genetic distances)를 사용하여 group average clustering (UPGMA)에 의한 덴드로그램을 구성하는 데 사용되었다 (Fig. 1).
  
  

 

• Typica- 및 Bourbon-derived accessions는 유전적 기원에 따라 두 개의 별개 그룹으로 분류되었으며,
  각 그룹은 높은 bootstrap value  (89%)로 뒷받침된다.
• 4개의 예멘 재배품종들은 Typica-derived accessions와 명확하게 그룹화되었다.
• Bourbon-derived di-haploid accession의 분류는 Bourbon-derived accessions와 함께 유전적 기원(즉, Bourbon)과 일치했다.
• 두 나무의 cv. Catuai는 Typica-derived accessions와 Yemen cultivars와 함께 그룹화되었다.
• Subspontaneous-derived accessions는 cultivated accessions와 명확하게 분리되었으며,
  그룹을 구성하지 않고 오히려 부트스트랩 값이 낮은 체인을 구성했다.
• 남부 에티오피아에서 온 Subspontaneous-derived accession (E-238)은 남서부 액세션과 별도로 분류되었다. 
  
  
• SSR-based genetic distances을 사용한 UPGMA 후에 생성된 덴드로그램 (Fig. 2)은
  AFLP 데이터로 구성된 덴드로그램과 유사했다.
• Typica-derived accessions 및 Bourbon-derived accessions는 높은 bootstrap value (75%)로 유전적 기원에 따라 분류되었으며, subspontaneous-derived accessions와는 분리되어 분류되었다. 

 

 

 

 

▣ Between-group genetic distances

 

• AFLP 데이터로부터 계산된 유전적 거리(Nei 1972)는 Typica 그룹과 Bourbon 그룹 사이에서 평균 0.17로 낮았다.
• Cv. Catuai는 Typica-derived accession (0.095)과 Bourbon-derived accession (0.085)에 가까운 것으로 나타났다.
• Cultivated accession과 subspontaneous-derived accession 사이에서 더 높은 값들이 추정되었다.
  연구된 subspontaneous-derived accessions는 동질적인 그룹을 구성하지 않았으므로, 평균보다는 계산된 값의 범위를 주는 것이 더 적절하다.
• Typica그룹으로 분류된 액세션들과 subspontaneous-derived 액세션들 사이의 유전적 거리는 0.40에서 0.71 범위였고,
  Bourbon-derived 액세션들과 subspontaneous-derived 액세션들 사이의 유전적 거리는 0.37에서 0.70이었다. 
• Typica 그룹(0.40) 및 Bourbon 그룹(0.37)에서 가장 낮은 값들은
  두 개의 액세션들(Typica와 PDRY-14)과 subspontaneous-derived accession ET-6 사이에서, 그리고
  Bourbon-derived accession Mokka와 subspontaneous-derived accession ET-5 사이에서 발견되었다. 
• 가장 높은 값은 subspontaneous-derived accession E-238에 의해 생성되었다.
  이 액세션은 모든 Typica-derived accessions(0.68–0.71)와 Bourbon-derived accessions(0.67–0.70)에서
                     높은 유전적 거리를 나타냈고,
                     다른 subspontaneous-derived accessions와의 가변적인 유전적 거리는
                     0.48(Geisha)에서 0.67(E)의 범위였다. 
• 액세션 E-238을 제외하고, 최대값들은 상당히 더 낮았다:
  Yemen cultivar PDRY-14와 subspontaneous-derived accession Geisha 사이의 0.61,
  Bourbon-derived accession Mokka와 subspontaneous-derived accession ET-59 사이의 0.58. 

 

▣  Characterisation of the genetic groups

 

• 107개의 AFLP polymorphic markers 중에서
  96개는 subspontaneous-derived accessions에 있었던 반면,
  Bourbon-derived accessions, Typica-derived accessions, 그리고 Yemen cultivars에는
  각각 59, 55 및 54개만 존재했다 (Table 3).
• 이 액세션들에서 검출된 대부분의 마커들도 subspontaneous-derived accessions에서 검출되었다:
  Bourbon-derived accessions의 52개 마커(88%),
  Typica-derived accessions의 52개 마커(95%), 그리고
  Yemen cultivars의 50개 마커(93%).
• 모든 cultivated accessions에는 37개의 마커가 존재했으며,
  그 중 36개는 subspontaneous-derived accessions에서 다형적이었다(polymorphic).
  1개의 마커가 cultivated material에 특유적인 것으로 밝혀졌다.
• 모든 Typica-derived accessions와 Yemen cultivars에 공통적인 7가지 마커들은
  Bourbon-derived accessions에서는 검출되지 않았다.
• 모든 Bourbon-derived accessions에 존재하는 7개의 마커는
  Typica-derived accessions와 Yemen cultivars에서는 검출되지 않았다.
• 두 그루의 cv. Catuai는
  53개의 마커를 제시했는데,
  그 중 44개는 Typica- and Bourbon-derived accessions에서 발견되었고,
  9개는 Typica-derived accessions 또는 Typica 또는 Bourbon-derived accessions에서 발견되었다.
• 모든 Typica- and Bourbon-derived accessions에 존재하는 1개의 마커가 cv. Catuai에서는 발견되지 않았다.
• Subspontaneous-derived accession E-238은 3개의 특정 마커들이 있고 5개의 마커들이 없다는 점에서 다른 subspontaneous-derived accessions과는 다르다. 

 

 

• 조사된 6개의 SSR을 통해 연구된 4개의 Typica-derived accessions, 5개의 Bourbon-derived accessions, 그리고 10개의 Subspontaneous-derived accessions 중에서 총 28개의 대립 유전자를 식별할 수 있었다 (Table 4).
• 유전자좌당 대립유전자의 수는 2~7개 범위였으며,
  Subspontaneous-derived accessions 내에서 보다
  Typica- and Bourbon-derived accessions(각 그룹 내 8개) 내에서 더 낮았고,
  자생 액세션들의 경우 연구에서 확인된 모든 대립유전자를 제시한다 (28). 
• 모든 Typica- and Bourbon-derived accessions와 Yemen cultivars에는 7개의 대립유전자가 존재했다.
• 두 개의 대립 유전자(M24-147 및 M24-149)가
  Typica-derived accessions와 Bourbon-derived accessions를 판별했다.

 

 

▣  Within-group polymorphism

 

• 다형성 마커의 수는 덴드로그램의 세 가지 주요 그룹 내에서 상당히 다양했다.
• 94개의 AFLP 마커가 subspontaneous-derived accessions 내에서 다형적인 반면,
  Typica-derived accessions와 Yemen cultivars 내에서, 그리고
  Bourbon-derived accessions 내에서 각각 7개와 14개만이 다형적이었다 (Table 3).
• Typica-derived accessions는 5개의 polymorphic markers만을 나타냈으며,
  그 중 3개는 Bourbon-derived accessions에는 없었다.
• Bourbon-derived accessions 내의 7개 polymorphic markers가
  Typica-derived accessions에는 없었다.
• cv. Catuai의 두 나무 사이에는 차이가 발견되지 않았다.
• SSR 마커는
  AFLP 마커에 의해 cultivated accessions에서 검출된 낮은 다형성과,
  subspontaneous-derived accessions 내에서 높은 다형성, 즉 식별된 대립유전자의 0%와 100%를 각각 확인했다.  

 

 

 

▣ Diversity of the genetic bases Typica and Bourbon

• 검출된 마커들의 수로 표현되는 유전적 다양성(Genetic diversity)과 다형성(polymorphism)은
  subspontaneous-derived accessions 보다
  cultivated accessions에서 훨씬 약한 것으로 보인다.
  연구에 포함된 107개의 AFLP 마커들 중 
  약 절반만이 Typica- and Bourbon-derived accessions에서 관찰되었지만,
  마커의 90%는 subspontaneous-derived accessions에서 발견되었다.
• 다형성(Polymorphism)은
  Typica-derived accessions (5) 및 Bourbon-derived accessions (14) 내에서 보다
  subspontaneous-derived accessions (94개 AFLP 마커) 내에서 훨씬 더 중요한 것으로 밝혀졌다.
• 따라서 커피의 확산(diffusion)과 그에 따른 선발(selection)은
  에티오피아의 자연 발생적 커피에 존재하는 유전적 다양성을 크게 감소시켰다.
• 다형성은 선발 사이클 (cycles of selection) 동안 감소했는데,
  이는 C. arabica 종의 주된 자가 수정(autogamy)이 선호하는
  유전 구조의 균질화(homogenisation of genetic structures) 때문이었다 (Carvalho et al. 1991). 
  
  
• 하나의 AFLP 마커를 제외하고, cultivated accessions의 모든 마커들은
  subspontaneous-derived accessions에서도 발견되었다.
  이 결과는 Typica 및 Bourbon genetic bases의 에티오피아 기원을
                 확인시켜준다 (Anthony et al. 2001).
• Cultivated accessions는
  에티오피아 남서부에서 유래한 연구된 다른 액세션들 보다
  에티오피아 남부에서 수집된 subspontaneous-derived accession E-238과 더 차별화되는 것으로 나타났다.
  
  
• AFLP 마커에 기초한 분류는
  자생적 커피가 Great Rift Valley를 기준으로 두 그룹으로 구분됨을 확인했다 (Anthony et al. 2001).
• 재배품종 유전적 기반(cultivar genetic bases)의 기원은
  실제로 Lejeune(1958)이 커피를 처음 재배한 곳이라고 한 에티오피아 남서부이다.
  
  
• 유전적 거리(0.17)의 추정에서 알 수 있듯이, 
  Typica- and Bourbon-derived accessions 사이의 
  유전적 분화(Genetic differentiation)는 약한 것으로 보인다.
• 두 유전적 베이스들 간의 차이는
  AFLP 마커의 22%와 SSR 마커의 7%에만 관련된다.
• 이러한 약한 분화(weak differentiation)로 인해
  브라질에서 cv. Mundo Novo라는 이름으로 선발된 하이브리드 (Typica × Bourbon)가
  나타내는 활력(vigour)을 설명할 수 없다 (Carvalho et al. 1969).
  그 하이브리드들의 잡종강세(heterosis)는 부모의 유전적 분화보다는
  그 전체 식물을 조절(condition)하는 특정 유전자들의 보완적 작용(complementary action)의 결과일 수 있다.
  
  
• Typica and Bourbon genetic bases 내에서 검출된 다형성(polymorphism)은
  AFLP markers에 의해 결정된 바와 같이 약했고,
  SSR markers에 의해 결정된 바와 같이 존재하지 않았다.
  Typica- and Bourbon-derived accessions에서 확인된 5개 및 14개의 마커만이 다형성인 것으로 밝혀졌다.
  
• Bourbon genetic base의 더 높은 다형성은,
  이것이 Typica genetic base에서와 같이 하나의 단일 개체로부터 구성되지 않고,
  여러 개체의 후손으로 구성되었음을 나타낸다.
  이 결과는 예멘에서 레위니옹 섬으로 몇 차례 도입이 이루어졌다는 Haarer (1956)의 역사적 데이터를 입증해 준다.
• 18세기와 19세기 상업 교류의 중요성을 고려할 때,
  1715년경 예멘에서 종자가 유입된 모리셔스(Wellman 1961)와 같은 인도양의 다른 섬에서 레위니옹 섬으로, 또는 동남아시아로부터 레위니옹 섬으로 재도입되었을 가능성도 있다. 

 

▣ Diversity of Yemen cultivars

 

• Yemen cultivars는 Typica- and Bourbon-derived accessions와 유사한 다수의 AFLP 및 SSR 마커들을 제시했다.
  이들 재배품종들은 AFLP 마커에 의해 Typica-derived accessions로 명확하게 분류되었다.
  이 결과는 
  Typica genetic base가 예멘에서 Java를 거쳐 암스테르담으로 확산된 것(diffusion)에 관한
  역사적 데이터 (Chevalier and Dagron 1928; Chevalier 1929)와 일치한다.
  
  
• Bourbon-derived accessions에 공통적인 미소부수체 대립유전자의 존재는
  예멘에 도입된 동일한 풀(same pool)의 에티오피아 커피에서 나온
  Typica and Bourbon genetic bases의 공통적 기원(common origin)의 결과로 해석될 수 있다.
• Haarer (1956)에 따르면
  레위니옹 섬(Reunion Island)에서 자라는 커피나무는 1715년과 1718년에 예멘으로부터 도입되었다.
  Meyer(1965)가 제시한 것처럼
  예멘은 에티오피아 외부에서 커피가 분산(dispersion)되는 최초의 중심지인 것으로 보인다.  
• 4개의 Yemen cultivars는
  그들 사이에 거의 다형성을 나타내지 않았지만 (little polymorphism),
  IPGRI 임무의 탐사자들에 의해 기술된 6개의 형태학적 타입들 중 3개를 나타낸다 (Eskes 1989):
  (1) Essaii (PDRY-7),
  (2) Tessawi (PDRY-14) and Katii (PDRY-l5) and
  (3) a local type (PDRY-22). 
  
• 연구에서의 107개 AFLP 마커들 중 4개에서만 DNA 수준의 차이가 나타났다.
  따라서 그들은 에티오피아로부터 도입된 이후로 거의 차별화(분화)되지 않았다.

 

▣ History of coffee dissemination

 

• 커피 재배의 역사는 에티오피아에서 예멘으로 유입된 야생 커피의 두 하위 개체군 내에서 다양성이 연속적으로 감소(successive reductions of diversity)하는 것이 특징이다 (Fig.  3).
• 여러 저자들에 따르면, 1,500년에서 300년 전 사이에 커피가 예멘에 도입되었을 때 첫 번째 감소가 발생했다.
  에티오피아에서 예멘으로 여러 차례 도입이 이어졌음에도 불구하고,
  이는 의심할 여지 없이 다양성 상실(loss of diversity) 측면에서 가장 가혹한(Draconian) 것이었다.
• AFLP markers에 의한 분류와 유전적 거리 추정은,
  그 재배품종들은 the Great Rift Valley 동쪽보다 서쪽의 자생적 커피에 더 가깝다는 것을 보여주었다 .

 

 

 

• Wellman (1961)이 확인한 것처럼,
  예멘의 커피가 하라르(Harar) 지역에서 수확된 씨앗에서 나온 것이라면,
  이는 예멘으로의 도입 중간 단계였다.
  왜냐하면 그 지질구조 파열(tectonic break)의 동쪽에 야생 커피가 존재한다는 언급을 한 레퍼런스가 없기 때문이다. 
  
• 18세기 초 Java, 그 다음에 Amsterdam과 Réunion Island에 커피가 도입되면서 다양성이 더욱 감소했다.
  이러한 도입에는 제한된 수의 씨앗과 나무, 암스테르담으로의 한 그루 나무 그리고 레위니옹 섬으로의 몇 개의 자손들이 포함되었다.
• 레위니옹 섬에서 재배된 커피의 기원에 대해 Haarer (1956)는
  1708년에 처음 도입된 것은 씨앗과 60 그루의 작은 나무들로 구성되어 있었지만 그 중 어느 것도 살아남지 못했다고 밝혔다.
  1715년 두 번째 도입 이후 두 나무만 살아남았다.
• 이 정보는 처음 도입된 커피 나무가 직면했던 어려운 재배 조건을 입증한다.
  이러한 치열한 선택은 의심할 바 없이 도입된 다형성의 감소에 기여했다.
• 그 후 커피 재배는 살아남은 일부 커피나무의 자가수정으로 생산된 씨앗을 통해
  아메리카 대륙과 인도네시아로 빠르게 확산되었다.

 

▣ AFLP effectiveness for coffee characterisation

 

• AFLP markers는 18세기에 확산된 two genetic bases를 특성화하고 이들의 하이브리드들을 식별하고 자연발생적인 커피 나무들을  구별하는데 효과적인 것으로 입증되었다.
• 본 연구에 사용된 37개의 primer combinations를 통해 분석된 25개 액세션들 중에서,
  107개의 AFLP polymorphic markers를 식별할 수 있었으며,
  이는 조합당 평균 2.9개의 polymorphic markers를 나타낸다.
• AFLP markers는
  유전적 기원에 따라 Typica- and Bourbon-derived accessions의 분류를 가능케하여,
  재배물들에 대한 두 가지 유전적 기반(two genetic bases)의 존재를 확인했다.
• 14개의 AFLP markers가
  Typica and Bourbon genetic bases에서 생성된 재배품종들을 특성화하는데 사용될 수 있었다.
• RAPD markers를 기반으로 한
  선행 연구(Orozco-Castillo et al. 1994; Lashermes et al. 1996; Anthony et al. 2001)에서 보여준 바와 같이,
  그 재배품종들은 Ethiopian subspontaneous-derived accessions로부터 명확하게 분리되었다. 
• cv. Catuai에서 검출된 AFLP markers는 그것의 하이브리드 기원과 일치했다. 

 

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