科学家锁定一段能够抵抗致命真菌病害的关键基因区域

澳大利亚昆士兰大学的研究团队近日宣布，在一种野生香蕉中成功锁定一段能够抵抗致命真菌病害的关键基因区域，有望为全球香蕉产业找到长期而可持续的自我保护“防火墙”。 相关成果已发表于期刊《Horticulture Research》。

研究负责人陈安德鲁博士与伊丽莎白·艾特肯教授表示，他们在一种名为“加尔各答4号”（Calcutta 4）的野生二倍体香蕉中，找到了对“枯萎病副热带4型”（Fusarium wilt Sub Tropical Race 4，简称STR4）具有天然抗性的遗传来源。 STR4属于臭名昭著的“巴拿马病”真菌系统，是目前威胁世界主栽品种“卡文迪什”香蕉的主要土传病害之一。

“巴拿马病”由土壤中的尖孢镰刀菌引起，可通过根部侵染香蕉植株，使植株萎蔫、死亡，而且真菌能在土壤中长期存活，严重污染种植地，一旦暴发，整片园区往往难以再种香蕉。 陈博士指出，从野生香蕉中发掘并利用天然抗性，是应对这一病害的长久之计，有助于减少化学防治依赖，保护未来种植安全。

为锁定抗性来源，团队将具有高抗性的加尔各答4号与同属二倍体、却易感病害的其他亚种香蕉进行杂交，培育出新的后代群体。 随后，这些后代植株被统一接触STR4菌株，研究人员对其中死亡与存活植株分别进行DNA分析和对比。 经过定位分析，他们成功将抗性性状“追踪”到加尔各答4号的第5号染色体上的特定基因区间，并将此描述为来自该野生亚种的首个Race 4抗性遗传“剖析”。

这项研究历时五年，由昆士兰大学农业与食品可持续学院团队完成。 团队采用了群体构建与病害筛选等前向遗传学方法，结合全基因组测序与“群体分离分析”（bulk segregant analysis）等手段，在每一代香蕉杂交群体生长满至少12个月并开花后，才能继续做抗性鉴定和遗传分析，过程耗时且精细。

虽然加尔各答4号携带关键抗性基因，但并不适合直接作为商品化香蕉栽培，因为其果实品质难以满足食用需求。 因此，研究团队的下一步目标，是基于这一发现开发分子标记，用于在育种阶段快速“标记并追踪”抗性基因，让育种家在幼苗期就能准确筛选潜在抗病植株，而无需等待病害自然显现。 陈博士表示，这将显著加快选育进程、降低成本，并最终有望培育出口感良好、易于栽培且在遗传上天然抵抗枯萎病的新品种香蕉。

目前，STR4主要危害全球副热带地区的香蕉生产，而与其密切相关的“热带4型”（TR4）则已在包括澳大利亚在内的热带地区造成严重损失。 研究获得了澳大利亚园艺创新公司（Hort Innovation）通过香蕉产业征费资金及澳大利亚政府的联合资助，相关发现也将为后续产业化育种投入提供科学依据，推动这些基因层面的成果真正转化为育种工具，并在香蕉产业中推广应用。