[科普中国]-咖啡属

咖啡属指的是被子植物门，双子叶植物纲，合瓣花亚纲，茜草目，茜草科的一属。40种，分布于东半球热带地区，非洲尤盛。咖啡是重要热带作物，它和茶、可可同为世界上三大饮料之一，尤其是在欧美各国，饮用咖啡十分普遍，具有兴奋、助消化的功能。

习性咖啡属约40种，我国引入5种。常绿小乔木或灌木，高2~5m。适生于肥沃湿润微酸性的沙壤土。咖啡为世界三大饮料之一。咖啡豆含有脂肪、蛋白质、淀粉等多种成分。除饮用外，还可提取咖啡碱，医药上用作麻醉剂、镇痉剂兴奋剂和强心剂1。

形态特征代表品种：小果咖啡（C，arabica L），即咖啡。叶薄革质，矩圆形或披针形边缘波状或浅波状，托叶宽三角形。浆果椭圆形，种子含生物碱，药用或作饮料。2

灌木或乔木；枝略呈圆柱形，顶部略压扁。叶对生，极少3枚轮生，膜质或薄革质，无柄或具柄；托叶阔，生于叶柄间，不脱落。花通常芳香，无梗或具短梗，簇生于叶腋内成球形或排成腋生少花的聚伞花序，偶有单生；苞片常常合生；萼管短，近管形或陀螺形，顶部截平或4-6齿裂，里面常具腺体，宿存；花冠白色或浅黄色，罕有呈玫瑰红色，高脚碟形或漏斗形，喉部无毛或被长柔毛，顶部5-9裂，极少4裂，裂片开展，花蕾时旋转排列；雄蕊4-8枚，生于冠管喉部，花丝短或缺，花药近基部背着，线形，突出或内藏；花盘肿胀；子房2室，花柱线形，稍粗，柱头2裂；胚珠每室1颗。浆果球形或长圆形，干燥或肉质，有小核2颗；小核革质或肉质，背部凸起，若为革质时腹面有纵槽，膜质时则无纵槽；种子腹面凹陷或具纵槽；胚根圆柱形，向下。

咖啡属的细胞学自30年代起即开始对一些咖啡属植物进行细胞学的观察。咖啡属基因组的染色体基数是x=11，大多数茜草科内属的染色体基数也是x=11。咖啡组内所有二倍体种的染色体数都是2n=2x=22，只有小粒种例外，是4倍体，2n=4x=44。在小粒种的多倍体系中偶可发现有三倍体、五倍体、六倍体和八倍体。单倍体也偶有发现，但幼苗生势弱、叶窄。

在马斯加咖啡组内，已有超过20个种的染色体数做过观察，全为二倍体(2n=2x=22)，可见此组内的变异类型虽多并不是由染色体的数目变异所致。

在二倍体的中粒种中曾发现过四倍体的扇形嵌合体，用秋水仙素处理发芽种子或茎尖诱导同源4倍体时，也可能获得这种四倍体的扇形嵌合体。偶而也发现过自然发生的中粒种单倍体，使用秋水仙素使之二倍化以获得纯合的中粒种已有成功的报道。

咖啡植物的染色体相对较小(1—3μm)。布阿尔蒙特(Bouharmont，1959，1963)曾对咖啡染色体的形态学做过观察，并做出了咖啡属基本染色体组的11条染色体的纽型模式图。

就生殖系统而言，Psilianthus属植物的花具短花柱和长花冠筒，可能不存在着自交不亲和性。此属内的大多数种，如户．bengalensis等，是自花受精的。偶而可发现有杂交授粉和遗传上的交换现象，如电泳分析后可发现杂合系的个体。

小粒种咖啡的花是典型的咖啡属的花，具短花冠筒，长花柱和外露的雄蕊。这种花的形态有利于自然杂交授粉，但事实上小粒种在很大的程度上是自花授粉的， 自花授粉的座果率可达60%以上。皮尔(Le Pierres)曾对来自埃塞俄比亚的小粒种不同植株之间的32株杂种Fl进行自交，结果在8400朵花中有5400朵花结了果，即100朵花中自交座果的有65朵。但不同植株之间差异甚大，可自3—91%，说明在小粒种的野生群体内它们的自交率是不同的。

另外，小粒种也可异交授粉。对异交授粉的研究大多是在小粒种的栽培品种中进行的，它们已经过了多轮的选择。利用隐性标志基因黄胚乳(cera)和紫叶(purpura—scens)的表现，发现自然异交率的范围可自796至15%。 咖啡属中的二倍体种是高度自交不亲和的，包括已测试过的马斯加咖啡组的24个种在内。中粒种自交后花粉管在柱头上的生长扭曲而且不能进一步的穿入花柱。中粒种配子体系的不亲和性是一个复等位基因控制的。康塔咖啡(Congusta，是中粒种和刚果种的杂交种)似也有类似的机制。对大粒种咖啡的观察表明这种不亲和性可能延至花开之日才发：生，所以在花苞期进行自花授粉花粉管有可能穿过柱头和花柱。

科特迪瓦曾采集到一个近似C．brevipes的不明来源的种是自交可亲和的。它们的花粉管有些可穿入花柱，而有些在柱头的乳状突起处即被阻止，似乎是自交亲和与不亲和同时存在。这种树的后代是纯型的。这可能是由于自交不亲合基因S突变后丧失了部分自交不亲合的功能所致。

由于大多数二倍体种的高度自交不亲和，后代群体保持着高度的杂和性，使中粒种咖啡的育种方法与白花授粉的小粒种有着重大的差别3。

主要分布本属约90多种，分布于亚洲热带和非洲。我国南部和西南部引入栽培约有5种。

下级分类小粒咖啡 Coffea arabica L.
米什米咖啡 Coffea benghalensis Heyne ex Roem. et Schult.
中粒咖啡 Coffea canephora Pierre ex Froehn.
刚果咖啡 Coffea congensis Froehn.
大粒咖啡 Coffea liberica Bull ex Hiern
狭叶咖啡 Coffea stenophylla G. Don

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李学强 - 教授 - 宁夏大学