香蕉末日即将来临但生物学家可能已经找到了它们生存的关键

由于香蕉枯萎病(FWB)的发生，您在超市里看到的香蕉和您早餐吃的香蕉正面临功能性灭绝，这种病原体是一种名为尖镰孢古巴专化型(Foc)热带小种4(TR4)的真菌病原体。

然而，得益于马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的国际科学家团队最近的研究，我们现在知道 Foc TR4 并不是从 20 世纪 50 年代摧毁商业香蕉作物的菌株进化而来的，而且这种新菌株的毒性似乎是由一些与一氧化氮产生有关的附属基因引起的。

这项研究发表在《自然微生物学》杂志上，为减缓(即使不能控制)Foc TR4 尚未得到控制的传播的治疗和策略打开了大门。

“我们今天吃的香蕉和你祖父母吃的不一样。那些古老的品种，大麦克香蕉，已经功能性地灭绝了，是 20 世纪 50 年代第一次镰刀菌爆发的受害者，”马萨诸塞大学阿默斯特分校生物化学和分子生物学教授、该论文的资深作者马丽君说。

如今，市场上最受欢迎的香蕉品种是卡文迪什香蕉，这种香蕉是为了应对大麦克香蕉的灭绝而培育的抗病品种。大约 40 年来，卡文迪什香蕉在全球的单一种植园中蓬勃发展，这些种植园为全球大部分商业香蕉作物提供了原料。

但到了 20 世纪 90 年代，卡文迪什香蕉的好日子开始走到了尽头。“香蕉枯萎病又一次爆发，​​”主要作者张勇说，他在马教授的指导下完成了马萨诸塞大学阿默斯特分校有机体和进化生物学项目的博士学位。“它像野火一样从东南亚蔓延到非洲和中美洲。”

“我们花了 10 年时间研究这种新爆发的香蕉枯萎病，”马说，他是尖镰孢菌专家，尖镰孢菌并非单一物种，而是一个“物种复合体”，有数百个不同的变种，专门感染不同的植物宿主。这些变种是由菌株特异性附属基因和共同的核心基因组决定的。

“我们现在知道，破坏卡文迪什香蕉的病原体 TR4 并非从毁灭大麦克香蕉的那个品种进化而来。TR4 的基因组含有一些与一氧化氮产生有关的附属基因，这似乎是 TR4 毒性的关键因素。”

为了得出这一结论，Yong、Ma 和来自中国、南非以及美国大学的合著者对从世界各地收集的 36 种不同的 Foc 菌株进行了测序和比较，其中包括那些攻击 Gros Michel 香蕉的菌株。然后，在马萨诸塞大学阿默斯特分校应用生命科学研究所的帮助下，该团队发现，导致当前香蕉枯萎病爆发的 Foc TR4 使用一些附属基因来产生和解毒真菌一氧化氮，从而入侵宿主。

尽管研究小组还不清楚这些活动如何导致卡文迪什香蕉的疾病侵染，但他们能够确定，当控制一氧化氮产生的两个基因被消除时，Foc TR4 的毒性大大降低。

Yong 表示：“识别这些附属基因序列为减轻甚至控制 Foc TR4 的传播开辟了许多战略途径。”

即便如此，很快指出，我们最喜欢的早餐食品之一所面临的最终问题是单一栽培的实践。

“当大型商业作物缺乏多样性时，它就很容易成为病原体的攻击目标，”她说。“下次买香蕉时，可以尝试一下当地特色食品店可能有售的不同品种。”

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