香蕉濒临灭绝？别急，科学家已有解决办法

您果盘中那些色泽鲜艳的香蕉正面临着严峻的困境。

点缀在您果盘中色泽鲜艳的香蕉正面临着严峻的困境。一种颇受欢迎的香蕉品种正因一种真菌病原体面临灭绝的危机。这种被称为香蕉镰刀菌枯萎病（FWB）的病症阻碍了养分向果实的输送，致使果实枯萎。在 20 世纪 50 年代，这种病原体摧毁了商业香蕉作物，并使一个品种——大麦克香蕉——实际上灭绝了。

但对这种色彩鲜艳的水果而言，并非一切都没了希望。一个国际科学家团队的新研究已确定了破坏香蕉的微生物背后的分子机制，为对抗该病原体的新疗法和策略开启了大门。这些发现详细刊登在 8 月 16 日发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究中。

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是什么在伤害香蕉？

作物歉收是由一种名字很长的真菌病原体导致的，它叫尖孢镰刀菌 f.sp. 古巴专化型（Foc）热带 4 号小种（TR4）。简称为 Foc TR4，这种真菌在 20 世纪 50 年代摧毁了几种香蕉作物，并使一个完整的品种灭绝，但香蕉并不是唯一面临风险的植物。

“作为一个物种复合体，尖孢镰刀菌可以感染 100 多种不同的植物宿主，”研究合著者、马萨诸塞大学阿默斯特分校的分子生物学家李军（音译）对《大众科学》说。”

这种毒力部分归因于它的基因组以及其变化方式。据马说，每个尖孢镰刀菌基因组可以分为两部分——核心基因组和附属基因组。核心基因组承担维持基因组运行的所有主要管理功能。附属基因组则在菌株之间自由变化，并能够处理特殊功能——包括感染特定植物的能力。

从分子水平了解病原体及其基因组的工作方式是开发对抗它的方法和防止更多香蕉物种灭绝的关键。

不是你祖父母时代的香蕉——或真菌

50 多年前，这场真菌之战的首批受害者为大麦克香蕉。很大程度上为了应对香蕉枯萎病，卡文迪什品种被培育出来作为抗病替代品，并且是当今最受欢迎的商业香蕉类型。这在一段时间内起了作用，但到了 20 世纪 90 年代，又一次香蕉枯萎病爆发，从东南亚蔓延到中美洲。

马及其团队过去十年一直在研究 TR4 的基因组如何应对卡文迪什香蕉新爆发的香蕉枯萎病。

在伴随这项研究的新闻稿中，马说道：“我们现在知道，摧毁卡文迪什香蕉的病原体 TR4 并非由摧毁大麦克香蕉的那种病原体进化而来。”“TR4 的基因组包含一些与一氧化氮产生有关的辅助基因，这似乎是 TR4 毒性的关键因素。”

有害气体

在这项新研究中，马和来自美国、中国和南非机构的合著者对来自世界各地的 36 种不同的 Foc 菌株进行了测序和比较。这些菌株包括攻击大麦克香蕉的那些。序列显示，Foc TR4 是当前香蕉枯萎病爆发的原因。在入侵宿主时，它还将一些辅助基因用于两个目的。这些基因既能产生又能解毒真菌一氧化氮。

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“正如所料，我们在 TR4 基因组中发现了有助于其毒性的附属序列，包括产生有助于宿主入侵的有害气体一氧化氮，”马说。

该团队仍然不知道这种气体究竟如何导致卡文迪什香蕉的疾病侵害。然而，如果控制一氧化氮产生的两个基因被消除，他们能够确定 Foc TR4 的毒性大大降低。

“确定这些附属基因序列开辟了诸多战略途径来减轻甚至控制 Foc TR4 的传播，” Yong Zhang，该研究的共同作者和马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士后研究员，在一份声明中说。

‘永远记得向农民说谢谢’

在未来的研究中，该团队希望更好地理解真菌如何在不伤害自身的情况下产生这种有害气体。他们希望测试各种阻断一氧化氮产生的方法，并探索能够在气体损害植物细胞之前将其带走的基因。

重要的是，此类工作增强了人们对于农业中单一作物种植以及依赖单一物种所存在危险的认识。

马说：“种植任何作物的单一品种，这种情况也被称为单一栽培农业生产，为病原体的发展创造了滋生环境。”

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这也是一堂有关重视为我们提供餐桌上所有食物之人的时间和努力之重要性的课。

“我们消费者应当意识到，香蕉或者其他水果/蔬菜可不是从杂货店里长出来的。”马说。“为了把食物摆上我们的餐桌、滋养我们的身体，人们付出了巨大的努力。当你看到一个浑身沾满泥土的农民时，一定要记得向他/她道谢。”