Alors que le changement climatique menace la culture du café, une équipe de recherche internationale, sous la direction des phytologues de Nestlé, étudie comment les méthodes avancées de la science des données et l’intelligence artificielle peuvent être exploitées pour aider à sélectionner et à cultiver des caféiers plus résistants au climat.
Bien qu’il existe plus de 120 espèces de café, l’arabica représente environ 70 pour cent de la production mondiale de café. Mais, l’arabica tolère moins bien la hausse des températures et est plus sensible aux maladies que les autres espèces de café, telles que l’espèce robusta.
En outre, le changement climatique réduit la superficie des terres arables sur lesquelles il est possible de cultiver le café, et les pénuries d’eau réduisent considérablement les rendements.
Afin d’assurer un avenir durable à la culture du café et de soutenir les moyens de subsistance des planteurs, les phytologues de Nestlé, en collaboration avec une équipe internationale de chercheurs, explorent de nouvelles variétés d’arabica à rendement plus élevé et plus résistantes aux maladies et à la sécheresse.
Développement d’un génome de référence de haute qualité – disponible dans une base de données numérique
Dans le cadre de ces travaux de recherche, les experts ont développé un génome de référence de l’arabica de très haute qualité en utilisant des méthodes avancées de la science des données. Le génome de référence, qui est disponible dans une base de données numérique accessible au public, facilite l’analyse des différentes caractéristiques des variétés de café afin d’identifier des traits spécifiques tels qu’un meilleur rendement, la taille des cerises de café et une plus grande résistance aux maladies ou à la sécheresse, ainsi que des caractéristiques de saveur ou d’arôme.
Le génome de référence représente une avancée significative dans le domaine de la recherche sur les plantes. Ce travail innovant a été récemment publié dans la revue scientifique Nature Genetics.
« Une fois que le nouveau génome a été séquencé, il a dû être soumis à un processus dit d’annotation », a déclaré le Dr Jan Engelhardt de l’université de Vienne en Autriche, et co-auteur de l’étude. « Il s’agit, par exemple, d’identifier les régions qui contiennent des informations sur la production d’ARN messager. Ces molécules d’acide ribonucléique peuvent notamment être traduites en protéines ».
Mais il existe aussi des ARN non codants, qui ont des fonctions importantes pour la régulation et la coordination de chaque cellule. « C’est notre spécialité », ajoute le Prof Peter Florian Stadler de l’université allemande de Leipzig. « En collaboration avec nos collègues internationaux, notre groupe a identifié des régions génomiques qui représentent les ARN non codants » a déclaré Stadler.
Jeroen Dijkman, directeur de l’Institut des sciences agricoles de Nestlé, a déclaré : « En termes simples, notre nouvelle référence est comme une carte de haute qualité d’une grande ville. Elle nous aidera à identifier les marqueurs génétiques clés du génome de l’arabica qui sont responsables de caractères spécifiques chez les plantes adultes. Cela aidera nos phytologues et d’autres experts à mieux identifier, sélectionner et obtenir de nouvelles variétés améliorées de café arabica ».
Patrick Descombes, expert principal en génomique chez Nestlé Research, qui est l’un des coauteurs de l’article, a déclaré : « Il existe d’autres références accessibles au public pour l’arabica, mais la qualité de notre travail d’équipe est extrêmement élevée. Nous avons utilisé des approches génomiques de pointe, y compris le séquençage à haut débit de lectures longues et courtes, pour créer une référence avancée, complète et continue de l’arabica. »
Cette étude, codirigée par l’Institut national français du développement durable (IRD), est le fruit d’un effort collaboratif de plusieurs partenaires universitaires réunis au sein d’un consortium mondial. Il s’agit de l’université technologique de Nanyang (Singapour), de l’université de São Paulo (Brésil), de l’université de Buffalo (États-Unis), de l’Organisation nationale de recherche agricole (NARO) en Ouganda, de l’université d’Helsinki (Finlande), de l’université de Leipzig (Allemagne), de l’Institut Boyce Thompson et de l’université Cornell (États-Unis), ainsi que du Centre VIB-UGent pour la biologie des systèmes végétaux (Belgique).
Université de Leipzig
