咖啡屬(學(xué)名:Coffea)是龍膽目茜草科的一屬,原產(chǎn)于非洲,有許多變種。每一變種都同特定的氣候條件和平均海拔有關(guān)。野生咖啡樹是常綠灌木,高3米至3.5米,分支上有白色小花,具有茉莉花的香味。果實(shí)長1.5至1.8厘米,紅色,內(nèi)有相鄰排列的兩粒種子,每粒種子外均包有內(nèi)果皮和表膜。咖啡是重要熱帶作物,它和茶、可可同為世界上三大飲料之一,尤其是在歐美各國,飲用咖啡十分普遍。
形態(tài)特征
咖啡屬植物的枝略呈圓柱形,頂部略壓扁。葉對(duì)生,極少3枚輪生,膜質(zhì)或薄革質(zhì),無柄或具柄;托葉闊,生于葉柄間,不脫落。花通常芳香,無?;蚓叨坦#厣谌~腋內(nèi)成球形或排成腋生少花的聚傘花序,偶有單生;苞片常常合生;萼管短,近管形或陀螺形,頂部截平或4-6齒裂,里面常具腺體,宿存;花冠白色或淺黃色,罕有呈玫瑰紅色,高腳碟形或漏斗形,喉部無毛或被長柔毛,頂部5-9裂,極少4裂,裂片開展,花蕾時(shí)旋轉(zhuǎn)排列;雄蕊4-8枚,生于冠管喉部,花絲短或缺,花藥近基部背著,線形,突出或內(nèi)藏;花盤腫脹;子房2室,花柱線形,稍粗,柱頭2裂;胚珠每室1顆。漿果球形或長圓形,干燥或肉質(zhì),有小核2顆;小核革質(zhì)或肉質(zhì),背部凸起,若為革質(zhì)時(shí)腹面有縱槽,膜質(zhì)時(shí)則無縱槽;種子腹面凹陷或具縱槽;胚根圓柱形,向下。
生長習(xí)性
咖啡屬約40種,我國引入5種。常綠小喬木或灌木,高2-5m。適生于肥沃濕潤微酸性的沙壤土。
細(xì)胞學(xué)
自30年代起即開始對(duì)一些咖啡屬植物進(jìn)行細(xì)胞學(xué)的觀察??Х葘?a href="/hebeideji/3055507105846488015.html">基因組的染色體基數(shù)是x=11,大多數(shù)茜草科內(nèi)屬的染色體基數(shù)也是x=11。咖啡組內(nèi)所有二倍體種的染色體數(shù)都是2n=2x=22,只有小粒種例外,是4倍體,2n=4x=44。在小粒種的多倍體系中偶可發(fā)現(xiàn)有三倍體、五倍體、六倍體和八倍體。單倍體也偶有發(fā)現(xiàn),但幼苗生勢(shì)弱、葉窄。
在馬斯加咖啡組內(nèi),已有超過20個(gè)種的染色體數(shù)做過觀察,全為二倍體(2n=2x=22),可見此組內(nèi)的變異類型雖多并不是由染色體的數(shù)目變異所致。
在二倍體的中粒種中曾發(fā)現(xiàn)過四倍體的扇形嵌合體,用秋水仙堿處理發(fā)芽種子或莖尖誘導(dǎo)同源4倍體時(shí),也可能獲得這種四倍體的扇形嵌合體。偶而也發(fā)現(xiàn)過自然發(fā)生的中粒種單倍體,使用秋水仙素使之二倍化以獲得純合的中粒種已有成功的報(bào)道。
就生殖系統(tǒng)而言,Psilianthus屬植物的花具短花柱和長花冠筒,可能不存在著自交不親和性。此屬內(nèi)的大多數(shù)種是自花受精卵的。偶而可發(fā)現(xiàn)有雜交授粉和遺傳上的交換現(xiàn)象,如電泳分析后可發(fā)現(xiàn)雜合系的個(gè)體。
小??Х?/a>的花是典型的咖啡屬的花,具短花冠筒,長花柱和外露的雄蕊。這種花的形態(tài)有利于自然雜交授粉,但事實(shí)上小粒種在很大的程度上是自花授粉的, 自花授粉的座果率可達(dá)60%以上。皮爾(Le Pierres)曾對(duì)來自埃塞俄比亞的小粒種不同植株之間的32株雜種Fl進(jìn)行自交,結(jié)果在8400朵花中有5400朵花結(jié)了果,即100朵花中自交座果的有65朵。但不同植株之間差異甚大,可自3-91%,說明在小粒種的野生群體內(nèi)它們的自交率是不同的。
另外,小粒種也可異交授粉。對(duì)異交授粉的研究大多是在小粒種的栽培品種中進(jìn)行的,它們已經(jīng)過了多輪的選擇。利用隱性標(biāo)志基因黃胚乳(cera)和紫葉(purpura—scens)的表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)自然異交率的范圍可自796至15%。 咖啡屬中的二倍體種是高度自交不親和的,包括已測(cè)試過的馬斯加咖啡組的24個(gè)種在內(nèi)。中粒種自交后花粉管在柱頭上的生長扭曲而且不能進(jìn)一步的穿入花柱。中粒種配子體系的不親和性是一個(gè)復(fù)等位基因控制的??邓Х?Congusta,是中粒種和剛果種的雜交種)似也有類似的機(jī)制。對(duì)大粒種咖啡的觀察表明這種不親和性可能延至花開之日才發(fā)生,所以在花苞期進(jìn)行自花授粉花粉管有可能穿過柱頭和花柱。
科特迪瓦曾采集到一個(gè)近似C.brevipes的不明來源的種是自交可親和的。它們的花粉管有些可穿入花柱,而有些在柱頭的乳狀突起處即被阻止,似乎是自交親和與不親和同時(shí)存在。這種樹的后代是純型的。這可能是由于自交不親合基因S突變后喪失了部分自交不親合的功能所致。
由于大多數(shù)二倍體種的高度自交不親和,后代群體保持著高度的雜和性,使中粒種咖啡的育種方法與白花授粉的小粒種有著重大的差別。
主要分布
本屬約90多種,分布于亞洲熱帶和非洲。我國南部和西南部引入栽培約有5種,深圳市有引種栽培1種。
下級(jí)分類
米什米咖啡 Coffea benghalensis Heyne ex Roem. et Schult.
中??Х?/a>Coffea canephora Pierre ex Froehn.
剛果咖啡Coffea congensis Froehn.
大??Х?/a>Coffea liberica Bull ex Hiern
狹葉咖啡Coffea stenophylla G. Don
參考資料 >