气候梯度对阿拉比卡咖啡产量与锈病抗性的影响：基于17国多环境试验的品种适应性分析

《Scientific Reports》：An international multilocation trial reveals genotype-by-environment interactions in Arabica coffee across climate gradients

　　

摘要

气候变化使阿拉比卡咖啡（Coffea arabica L.）的未来充满不确定性，而咖啡作物支撑着全球约1250万个农场，其中以家庭经营的小农为主。在不同环境下识别兼具高产和抗病性的品种对于适应气候变化至关重要，但全球范围内的实证证据仍然有限。我们利用了一项国际多环境试验的数据集，该试验在17个国家的30个站点评估了32个品种的单产和咖啡叶锈病严重程度。基因型与环境互作通过因子分析混合效应模型进行分析，潜在环境因子通过偏最小二乘回归与气候梯度相关联。单产稳定性与热梯度相关，区分了不同品种在日较差大的高冷环境与热稳定的温暖环境中的适应性差异。相比之下，锈病严重程度及其互作与温度、降水、湿度和热变异的联合梯度相关。在所评估的基因型中，F1杂交种H1 Centroamericano和EC16，其次是导入系Parainema，在单产和抗锈病方面表现最强，但各品种具有不同的气候偏好和单产稳定性方面的权衡。总体而言，导入品种始终优于纯种阿拉比卡品种，后者表现出较低的产量和更强的锈病易感性。这些发现为基于气候的阿拉比卡咖啡品种部署和育种策略提供了可靠的实证基础。