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冷知识 | 咖啡中为什么有咖啡因?让咖啡的基因体告诉你

 木头1018 2017-01-21

我们每天喝掉20多亿杯咖啡,算起来大约3-4个人一天喝掉一杯,在中国,咖啡算不上普及,但涨势迅猛。


当然,咖啡如此迷人,很多人会青睐它的风味、也有人青睐它的表演成分,也有很多人依赖于咖啡中的咖啡因。




咖啡的基因体已经定序完成了。虽然用来定序的不是阿拉比卡咖啡(Coffea arabica,有44条染色体),而是罗布斯塔(C. canephora,22条染色体,又称为C. robusta);不过阿拉比卡咖啡是C. canephora与C. eugenioides的杂交种。


Mb(Megabase)。710 Mb有多大呢?想像整个咖啡的基因体印出来在我们面前,我们以一秒一字的速度来念,要念22年又6个多月才念得完。分析的结果咖啡总共有25,574个产生蛋白质的基因,92个产生microRNA的基因。


咖啡的基因体中,较特别的部分是,与抗病相关的基因(R基因)在演化上出现了串联重复(tandem duplication)的现象;而合成酚醛类次级化合物(phenylpropanoids)的基因也变多了。这些基因包括合成类黄酮(isoflavone and flavnoids)的酵素、合成生物硷(alkaloids)的酵素、合成单贴(monoterpene)的酵素、以及合成咖啡因(caffeine)的酵素等。


咖啡合成咖啡因,主要是为了抗虫(在叶片)以及抑制其他植物的种子发芽(OMG!)。居住在埃塞俄比亚的人类,无意中发现了它有提神的效果,便开始采取它的果实。


生产咖啡因,对于咖啡的生存竞争能力显然很重要。在基因体中,研究团队看到有一个由23个基因构成的群集;与其他两种会生产咖啡因的植物(茶 Camellia sinensis、可可 cacaoTheobroma cacao)有明显的不同。




虽然许多植物在演化过程中,都出现了产生多倍体的现象(如小麦、玉米、甘蓝菜、番茄等),但是咖啡并没有出现多倍体,而只是选择性的以串联重复的方式,将部分的基因扩张,来提升自己的竞争力。


笔者每每看到这些证据都会想:我们把植物用来赶虫的“毒素”当作宝来吸(如香烟)、喝(如咖啡、茶),植物有知,一定会哑然失笑。当然,一个物质是药或是毒,往往只是剂量的差别,最近也常常看到研究报告说到底一天几杯咖啡是比较适当的?一般来讲,一天三到五杯咖啡下肚,对健康没有任何影响,任何事物都是尽量控制在“适量”就可以了,不是吗?


关于咖啡因的信息图




参考文献:Victor A. Albert, Patrick Wincker, Philippe Lashermes,et. al., 2014. The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis. Science. 345(6201); 1181-1184


感谢您的阅读,本文由叶绿舒原创,精品咖啡美学编辑整理。相关咨询与合作可通过平台公众号或微信(JOECAFE)取得联系。



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