Bahkan jika biji kopi asal Kolombia dipanggang dan digiling dengan cara yang sama seperti biji kopi dari Etiopia, seorang penikmat kopi akan dapat membedakannya. Namun perbedaan rasa dan karakteristik lain dari varietas kopi dari seluruh dunia tidak disebabkan oleh variasi gen individu, demikian temuan sebuah penelitian. Sebaliknya, hal ini tampaknya terutama disebabkan oleh pertukaran besar-besaran, penghapusan, dan penataan ulang kromosom.
Urutan genom Coffea arabica yang paling lengkap telah mengungkapkan bahwa ‘huruf’ dalam untaian DNA hanya sedikit berbeda antar varietas. “Jika Anda melihat variasi nukleotida tunggal, kadarnya 10 hingga 100 kali lebih rendah dibandingkan spesies lainnya,” kata Michele Morgante, ahli genetika tanaman di Universitas Udine, Italia, dan penulis penelitian tersebut.
Morgante dan timnya menggunakan teknologi pengurutan generasi berikutnya yang dapat membaca untaian DNA hingga ratusan ribu pasangan basa tanpa gangguan dan dengan akurasi lebih tinggi dibandingkan teknologi sebelumnya. Hasilnya dipublikasikan hari ini di Nature Communications.
“Dengan jenis teknologi tersebut, merakit genom menjadi lebih mudah dan Anda juga dapat merakit wilayah yang sebelumnya tidak dapat diakses,” kata Morgante.
Apa yang ada di dalam minuman?
Susunan genetik kopi bukanlah masalah sepele; 10 juta ton hasil panen ditanam dan dijual pada tahun 2022–23. Kopi yang kita minum berasal dari dua spesies: Coffea canephora yang dikenal juga dengan nama Robusta, dan Coffea arabica yang dikenal dengan nama Arabika. Dalam banyak kasus, kacang dari kedua spesies tersebut dicampur untuk membuat minuman. Namun biji dari spesies tunggal juga dipanggang dan dijual. Secara keseluruhan, biji arabika mewakili sekitar 56% dari seluruh kopi yang terjual.
Sebagian besar variasi genetik pada organisme hidup berasal dari hibridisasi dengan spesies lain. Namun, hal ini relatif jarang terjadi pada C. arabica karena ia memiliki lebih dari dua salinan pada setiap kromosom – sebuah fenomena yang disebut poliploidi. Coffea canephora memiliki dua salinan setiap kromosom, tetapi C. arabica berisi banyak salinan. Hal ini membuat arabika lebih sulit untuk kawin silang dengan spesies lain.
Akibatnya, sumber utama variasi nukleotida tunggal C. arabica adalah mutasi, yang terjadi dengan kecepatan tetap dari waktu ke waktu. Namun, spesies ini juga relatif muda, terbentuk sebagai hibrida dari Robusta dan Coffea eugenioides – spesies kopi lain yang tidak dibudidayakan secara luas – dalam 50.000 tahun terakhir.
“Dari satu tanaman itu, yang pada dasarnya tidak memiliki variasi, Anda menciptakan seluruh spesies, dan variasi yang Anda miliki hanyalah mutasi baru yang terjadi sejak peristiwa itu,” kata Morgante.
Meskipun demikian, terdapat variasi substansial dalam karakteristik fisik tanaman kopi arabika, termasuk profil rasa yang berbeda pada biji kopi dan variasi ketahanan terhadap penyakit, kata ahli genetika emeritus Juan Medrano di UC Davis Coffee Center di University of California, Davis. “Kita selalu berbicara tentang variabilitas yang rendah pada tingkat DNA, namun terdapat variabilitas pada tingkat struktural, pada tingkat kromosom, pada tingkat penghapusan… dan penyisipan,” kata Medrano.
Studi tersebut menemukan bukti penataan ulang kromosom yang signifikan, terutama pada varietas C. arabica yang disebut Bourbon. Terjadi penghapusan, yaitu hilangnya fragmen kromosom – dalam beberapa kasus berupa potongan besar – dan bahkan terjadi hilangnya seluruh kromosom. “Pada beberapa varietas, Anda hanya memiliki tiga salinan [kromosom] – katakanlah dua canephora, satu eugenioides – pada varietas lain Anda memiliki lima salinan – dua eugenioides, tiga canephora,” kata Morgante.
Sumber daya yang berharga
Selain menjelaskan variasi fenotipik C. arabica, urutan genom akan menjadi sumber daya berharga bagi pemulia kopi, terutama karena penyakit dan perubahan iklim menantang keberlanjutan kopi dalam jangka panjang, kata Kassahun Tesfaye, ahli genetika tanaman di Institute of Coffee. Bioteknologi di Universitas Addis Ababa.
“Mendapatkan pemahaman mendalam tentang genom pada dasarnya akan membantu kita memahami bagaimana tanaman berevolusi dan juga memahami genom kopi sesuai dengan tetuanya,” kata Tesfaye.
Penelitian ini juga akan menginformasikan program pemuliaan kopi – dan mungkin bahkan modifikasi genetik – untuk memilih karakteristik yang menguntungkan, seperti ketahanan terhadap jamur yang disebut karat kopi atau kadar kafein yang rendah, kata Tesfaye. Tantangannya sekarang adalah menerjemahkan pemahaman genom ini menjadi hasil praktis bagi para pemulia kopi.
“Kita perlu membekali para peternak, sebagian besar di negara-negara berkembang, dengan peralatan untuk berkembang biak dengan kafein rendah, untuk berkembang biak dengan ketahanan terhadap penyakit tertentu, untuk berkembang biak dengan produktivitas tinggi,” kata Tesfaye. []
