探討咖啡萎凋病之遺傳背景及演化過程，以利未來制定間作策略
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2025-04-23
咖啡是非洲超過1200萬個家庭的主要經濟來源，也是許多國家稅收重要來源，如衣索比亞年出口額約762.8百萬，然而自1920年代起，咖啡萎凋病(Fusarium xylarioides)重創東非及中非的咖啡產業，該病原屬鐮孢菌屬，是一種真菌性病害。國際農業健康署(Commonwealth Agricultural Bureaux, CABI)、英國牛津大學(University of Oxford)及倫敦帝國理工學院(Imperial College London)合作，探討咖啡萎凋病的遺傳結構及反覆爆發背後的演化過程，以利未來病害管理，相關文獻發表於PLoS Biology期刊。
研究人員藉由CABI收集的13個F. xylarioides歷史性的生理小種，來源時間跨度60年，比較生理小種間基因組差異，結果顯示F. xylarioides至少有4個不同譜系，分別針對阿拉比卡(arabica)、羅布斯塔特(robusta)咖啡，以及兩個從不同咖啡物種中分離出來的歷史譜系。比對各譜系間基因組對應區域的異同，發現多個源自於Fusarium oxysporum可移動致病性染色體的片段，此類片段富含效應基因(effector genes)及跳越基因，得以水平轉移至F. xylarioides，對於感染成功與否、宿主的專一性扮演很重要的角色，且通常帶有破壞細胞壁的相關碳水化合物酵素基因。隨後藉由轉錄體分析證實，當具專一性的生理小種感染阿拉比卡咖啡後，效應基因及破壞細胞壁相關的碳水化合物酵素大量表達，使病原成功入侵植物。
由於水平轉移，使F. xylarioides與F. oxysporum具有一些共通性，如兩者皆由土壤傳播，且皆在衣索比亞和中非咖啡萎凋病植株根部及中非香蕉根部分離出來。此研究證實了水平轉移是咖啡萎凋病反覆爆發的原因，藉由探討水平轉移機制及相關病原物種，有助於未來設計間作策略，最大限度地降低效應基因在鐮孢菌之間轉移的風險。【延伸閱讀】-氣候變遷將影響咖啡味道、香氣及品質
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