The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis
France Denœud(Centre National de la Recherche Scientifique), Lorenzo Carretero‐Paulet(University at Buffalo, State University of New York), Alexis Dereeper(Institut de Recherche pour le Développement), Gaëtan Droc(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Romain Guyot(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Marco Pietrella(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Chunfang Zheng(University of Ottawa), Adriana Alberti(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), François Anthony(Institut de Recherche pour le Développement), Giuseppe Aprea(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Jean‐Marc Aury(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Pascal Bento(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Maria Bernard(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Stéphanie Bocs(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Claudine Campa(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Alberto Cenci(Institut de Recherche pour le Développement), Marie‐Christine Combes(Institut de Recherche pour le Développement), Dominique Crouzillat(Université Gustave Eiffel), Corinne Da Silva(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Loretta Daddiego(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Fabien De Bellis(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Stéphane Dussert(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Olivier Garsmeur(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Thomas Gayraud(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Valentin Guignon(Agropolis International), Katharina Jahn(University of Ottawa), Véronique Jamilloux(Institut National de la Recherche Agronomique), Thierry Joët(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Karine Labadie(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Tianying Lan(Chongqing University of Science and Technology), Julie Leclercq(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Maud Lepelley(Université Gustave Eiffel), Thierry Leroy(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Leiting Li(University of Illinois Urbana-Champaign), Pablo Librado(Universitat de Barcelona), Loredana Lopez(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Adriana Muñoz(University of Ottawa), Benjamin Noël(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Alberto Pallavicini(University of Trieste), Gaetano Perrotta(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Valérie Poncet(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), David Pot(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Priyono Priyono(Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute), Michel Rigoreau(Université Gustave Eiffel), Mathieu Rouard(Agropolis International), Julio Rozas(Universitat de Barcelona), Christine Tranchant‐Dubreuil(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Robert VanBuren(University of Illinois Urbana-Champaign), Qiong Zhang(University of Illinois Urbana-Champaign), Alan Carvalho Andrade(Brazilian Agricultural Research Corporation), Xavier Argout(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Benoît Bertrand(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), Alexandre de Kochko(Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement), G. Graziosi(University of Trieste), Robert J Henry(The University of Queensland), Jayarama(The University of Queensland), Ray Ming(University of Illinois Urbana-Champaign), Chifumi Nagai(Hawaii Agriculture Research Center), Steve Rounsley(University of Arizona), David Sankoff(University of Ottawa), Giovanni Giuliano(National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development), Victor A. Albert(University at Buffalo, State University of New York), Patrick Wincker(Centre National de la Recherche Scientifique), Philippe Lashermes(Institut de Recherche pour le Développement)
Cited by 660Open Access
Abstract
Coffee is a valuable beverage crop due to its characteristic flavor, aroma, and the stimulating effects of caffeine. We generated a high-quality draft genome of the species Coffea canephora, which displays a conserved chromosomal gene order among asterid angiosperms. Although it shows no sign of the whole-genome triplication identified in Solanaceae species such as tomato, the genome includes several species-specific gene family expansions, among them N-methyltransferases (NMTs) involved in caffeine production, defense-related genes, and alkaloid and flavonoid enzymes involved in secondary compound synthesis. Comparative analyses of caffeine NMTs demonstrate that these genes expanded through sequential tandem duplications independently of genes from cacao and tea, suggesting that caffeine in eudicots is of polyphyletic origin.
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