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RATIONALE Aromatic quality is a very important target for genetic improvement and breeding of Coffea arabica. For coffee geneticists, it is of paramount importance to set targets and breed for aromatic quality as expected by the coffee industry for the consumers. The objective of the study was to relate coffee industry quality demand to objective workable criteria for selection. METHODS We presented 60 random commercial samples to a panel made of professional cuppers from the industry for a Signal Detection sensorial analysis. Based on the results, we selected 12 samples representative of the diversity of quality evaluated by the panel. On this sub-sample, we ran i) a Lexicon sensorial analysis and ii) a SPME analysis of Volatile Compounds (VOC) on both green and roasted coffee. We then implemented several statistical analysis to relate the appreciation of the quality from the professional industry coffee cuppers to some objective quality attributes and specific VOCs. RESULTS After the Signal Detection sensorial Analysis, 3 consistant clusters were identified as: Super Specialty Quality Coffee, Specialty Coffee and Commercial Coffee. Lexicon analysis prove that Super Specialty had no negative flavor or aroma attributes and at least two faborable flavor or aroma attributes. Various VOCs appeared to be related to the Signal Detection Sensory Analysis. However, Limonene appeared to be the most discriminant one on green coffee. CONCLUSIONS & PERSPECTIVES To our knowledge, it is the first public study searching for objective Coffee Aromatic Quality based on a panel made of coffee industry professional cuppers. Limonene appeared to be a good proxy for market coffee aromatic quality measured on green coffee. This opens a strategy for Coffee Aromatic Quality genetic improvement based on the screening of candidates for the limonene content of green coffee. Searching for molecular markers related to Limonene will further speed up the genetic progress.

A cartridge (1) for extracting a beverage from a particulate substance (4) contained therein by means of water under pressure, the cartridge comprising: a main body comprising a cup portion (2) and a lid portion (3), the cup portion (2) comprising a base (7), a sidewall (8) and a rim (9a) opposed to the base (7), the lid portion (3) being fixedly attached to the rim (9a) of the cup portion so as to define an internal volume of the cartridge, the internal volume of the cartridge housing the particulate substance (4) comprised within filtering means (5a,5b) for retaining the particulate substance (4) and for percolating fluid substances therethrough, the lid portion (3) comprising a lid port (6b) defining a first passage for percolation fluid substances, the base (7) of the cup portion (2) comprising a cup port (6a) defining a second passage for percolation fluid substances, characterized in. that the base comprises a plurality of ridges (101a) directly formed thereon and protruding towards the internal volume of the cartridge (1), so as to support the filtering means (5a) and the particulate substance (4) and to define a fine canalization between the filtering means (5a) and the cup port (6a).

The genome of the allotetraploid species Coffea arabica L. was sequenced to assemble independently the two component subgenomes (putatively deriving from C. canephora and C. eugenioides) and to perform a genome-wide analysis of the genetic diversity in cultivated coffee germplasm and in wild populations growing in the center of origin of the species. We assembled a total length of 1.536 Gbp, 444 Mb and 527 Mb of which were assigned to the canephora and eugenioides subgenomes, respectively, and predicted 46,562 gene models, 21,254 and 22,888 of which were assigned to the canephora and to the eugeniodes subgenome, respectively. Through a genome-wide SNP genotyping of 736 C. arabica accessions, we analyzed the genetic diversity in the species and its relationship with geographic distribution and historical records. We observed a weak population structure due to low-frequency derived alleles and highly negative values of Taijma’s D, suggesting a recent and severe bottleneck, most likely resulting from a single event of polyploidization, not only for the cultivated germplasm but also for the entire species. This conclusion is strongly supported by forward simulations of mutation accumulation. However, PCA revealed a cline of genetic diversity reflecting a west-to-east geographical distribution from the center of origin in East Africa to the Arabian Peninsula. The extremely low levels of variation observed in the species, as a consequence of the polyploidization event, make the exploitation of diversity within the species for breeding purposes less interesting than in most crop species and stress the need for introgression of new variability from the diploid progenitors.

2007/2008 Questo lavoro mirato allo studio dello sviluppo del seme di Coffea arabica, avvalendosi di differenti tecniche microscopiche, ha cercato di dare un contributo agli studi effettuati precedentemente da Houk (1938), Mendes (1941), Dedecca (1957), Wormer (1966), Dentan (1977, 1985) e De Castro (2002, 2005) che hanno apportato nozioni fondamentali a riguardo. Il campionamento del materiale è stato effettuato da settembre 2006 a giugno 2007 su piante appartenenti al cv. Mundo Novo, all’Instituto Agronômico di Campinas (IAC, SP, Brasil). Sono stati raccolti quindi circa 60 campioni per ciascun stadio di sviluppo a scadenza bisettimanale dal momento della fioritura fino a completa maturazione del frutto, per un totale di 34 settimane after anthesis (AA). I campioni sono stati quindi subito fissati e spediti in laboratorio a Trieste (Italia). Per prima cosa è stata effettuata l’analisi dimensionale delle drupe su un pool di campioni scelto casualmente tra quelli arrivati in laboratorio usando un calibro digitale lungo tre linee di misura: lunghezza, asse maggiore e asse minore in millimetri, sia per le drupe che per i semi. I campioni selezionati sono stati inclusi in resina Technovit 7100 (dall’inizio della fioritura fino alla 20a settimana AA) e tagliati con un microtomo rotativo (sezioni da 6 µm). I campioni dalla 22a settimana in poi sono stati tagliati invece con un criostato a bassa temperatura (da -15°C a -25°C; sezioni da 10-12 µm), a causa dell’aumento della durezza del materiale. Sulle sezioni preparate sono state usate tecniche standard di osservazione in microscopia (ottica, SEM e TEM) e colorazioni istochimiche (ad es. Toluidin blue-O, Periodic Acid Schiff, DAPI etc.) ed è stata effettuata una messa a punto di protocolli specifici secondo la tipologia di tessuto osservata. I risultati dell’analisi dimensionale hanno permesso di distinguere tre fasi di crescita dei frutti: 1. fase di quiescenza fino a 4 settimane dopo la fioritura (‘after anthesis’, AA); 2. fase centrale di sviluppo rapido (da 6 a 14 settimane AA); 3. fase di maturazione (da 16 settimane AA in poi). La seconda fase è strettamente correlata alle condizioni climatiche del periodo, in particolare all’aumento della frequenza delle piogge. Nella fase di crescita lenta l’ovario osservato in sezione longitudinale presenta la tipica struttura della drupa del caffè con due camere ovariche che ospitano un ovulo anatropo ciascuna. L’ovulo è composto da un funicolo, da un unico tegumento proveniente dal tessuto materno e da una zona di pochi micron occupata dal sacco embrionale non ancora sviluppato. E’ presente anche l’‘otturatore’ che, in Coffea, è di derivazione funicolare, formato da parenchima, conduce il tubetto pollinico al micropilo. Dopo circa un mese (4a -6a settimana) non si evidenzia ancora una crescita dimensionale del seme degna di nota. Durante la fase centrale di sviluppo rapido il mesocarpo si accresce fino ad uno spessore di 0,6 mm. A 8 settimane il seme ha 2 mm e il sacco embrionale fecondato ha iniziato il suo sviluppo con l’accrescimento dell’endosperma, inizialmente di tipo nucleare. A 10 settimane il seme ha 3 mm. Il sacco embrionale è più grande (0,2 mm) ed è formato da circa una ventina di cellule dell’endosperma. A 12 settimane il seme raggiunge i 10 mm. L’endosperma ha circa 1 mm. In questo stadio si nota un particolare strato tissutale che rappresenta la parte del perisperma che diventerà pellicola argentea. In seguito inizia ad intravedersi la pellicola argentea, con alcune cellule ancora vive e nucleate, e il pergamino si sta formando grazie a particolari modificazioni dell’endocarpo della drupa. Il seme ha quasi raggiunto la sua dimensione definitiva, alla 14a settimana. Nella fase di maturazione la crescita dimensionale non è più così degna di nota, mentre si osservano cambiamenti chimici e strutturali. La 16a settimana è caratterizzata dalla quasi completa formazione della pellicola argentea, anche all’interno del solco. Molte cellule dell’endosperma sono in attività mitotica continua. Il pergamino invece è completamente formato a 18 settimane, caratterizzato da fibre fusiformi a pareti spesse. Dalla 20a settimana in poi, il tessuto dell’endosperma ormai formato ha ancora le cellule a pareti sottili (3 µm). In questa fase delicata il materiale ha caratteristiche intermedie, né duro né molle; il contenuto vacuolare delle cellule endospermiche si arricchisce di corpi proteici e strutture zuccherine, evidenziate con diverse colorazioni. L’embrione è formato e anche le sue cellule sono ricche di corpi proteici, evidenziati soprattutto con la colorazione UV-Schiff e l’osservazione in fluorescenza. Le cellule dell’endosperma alla 26a settimana hanno un contenuto vacuolare ancora ricco di proteine e le pareti diventano più spesse (4-6 µm). Si osserva la formazione di alcune nodosità (Dentan, 1977) tipiche delle pareti cellulari dell’endosperma, soprattutto vicino alla cavità embrionale. Lo sviluppo del seme completo viene raggiunto alla 30a settimana, stadio in cui anche l’embrione sembra aver concluso la propria maturazione. Le pareti cellulari hanno raggiunto il loro spessore definitivo (da 6 a 10 µm). Infine, all’ultimo stadio (34 settimane AA), le cellule presentano un aspetto differente, risultano quasi più svuotate ed è difficile osservare i componenti cellulari con le colorazioni utilizzate fino ad ora. La maggior parte delle pareti presentano nodosità. Queste caratteristiche rappresentano uno stadio di sovra-maturazione della drupa. Oltre agli aspetti puramente morfo-anatomici, l’abilità di sezionare i tessuti seminali potrebbe essere di grande importanza per eventuali analisi biomolecolari di espressione genica, come già è stato in parte studiato recentemente (De Castro & Marraccini, 2006). Conoscere infatti gli stadi di sviluppo e i tessuti coinvolti in ciascuna fase, dà la possibilità di evitare errori grossolani di interpretazione dei risultati e di stabilire relazioni interessanti fra la parte genetica e le osservazioni in microscopia. XXI Ciclo 1975

2006/2007 La bevanda di caffè è bevuta ed apprezzata in tutto il mondo per le sue qualità organolettiche. Queste sono numerose e sfaccettate in molti diversi aspetti, che vanno dal contenuto in caffeina alle proprietà antiossidanti. Inoltre, il caffè presenta un ricchissimo profilo aromatico, composto da circa un migliaio di composti volatili che contribuiscono a dare alla bevanda il suo aroma caratteristico. Questo complesso aroma è fortemente influenzato da numerosi fattori quali l’origine geografica della pianta, la sua varietà botanica e le modalità di lavorazione del frutto e del seme dopo la raccolta. Tutti questi fattori contribuiscono a dare a ciascun tipo di caffè un aroma unico, discriminabile sia dal punto di vista sensoriale che chimico. Le sostanze che compongono il profilo aromatico della bevanda di caffè sono state studiate sotto molti aspetti, da quello analitico a quello sensoriale. Non è invece stato svolto alcuno studio sull’origine biochimica e biomolecolare di tali composti nella pianta di Coffea arabica, nonostante ricerche in tal senso siano già state svolte in altre piante importanti dal punto di vista alimentare ed economico. Il presente lavoro si è posto l’obiettivo di identificare e caratterizzare alcuni geni della pianta di Coffea arabica, che potessero essere correlati alla qualità percepita dal consumatore finale nella tazzina di caffè. I geni che meglio soddisfacevano questi requisiti sono stati individuati nelle monoterpene sintasi. I monoterpeni sono infatti tra i più importanti composti odorosi vegetali, responsabili delle note aromatiche positive di tè, caffè, vino, presenti negli olii essenziali di numerose piante aromatiche quali salvia, basilico, menta, e nelle resine di pini ed abeti. Sono stati quindi disegnati dei primer degenerati sulla base delle sequenze di monoterpene sintasi presenti nei database pubblici. Questi primer hanno consentito di amplificare 3 trascritti di Coffea arabica, la cui sequenza completa è poi stata ottenuta mediante la tecnica RACE. Queste putative monoterpene sintasi sono state isolate da vari cDNA sintetizzati da fiore, drupa a vari stadi di maturazione, e seme. L’analisi di queste sequenze mediante BLAST e analisi filogenetica ha permesso di stabilire la loro elevata omologia con geni noti di monoterpene sintasi, confermando quindi il loro status di putative monoterpene sintasi. Questi trascritti, denominati CaMTS (Coffea arabica MonoTerpene Sintasi) sono i primi geni isolati dalla pianta di caffè a poter essere correlati alla qualità percepita in tazza in termini di aroma, percezione olfattiva e gustativa della bevanda, e quindi -in ultima analisi- di apprezzamento edonistico del prodotto. La loro importanza è quindi notevole, anche se la complessità della composizione chimica del caffè suggerisce l’esistenza di una famiglia genica molto numerosa, di cui i 3 geni individuati sono sicuramente solo una piccola parte. Come evidenziato dalle analisi filogenetiche, però, i geni di monoterpene sintasi tendono ad essere molto simili all’interno di una stessa specie, per cui la conoscenza dei primi enzimi di questa famiglia in Coffea arabica sarà presupposto fondamentale per la caratterizzazione di ulteriori geni di questo tipo, fatto che porterà gradualmente ad approfondire la conoscenza dei meccanismi che legano la genetica della pianta di caffè alla qualità del prodotto finale. XX Ciclo 1976