香蕉面临灭绝的危险，但科学家们有一个计划

点缀在水果盘中的鲜亮的香蕉正面临严重的麻烦。一种受欢迎的香蕉品种正因真菌病原体而濒临灭绝。香蕉枯萎病 (FWB) 会阻碍营养物质流向水果，导致其枯萎。在 20 世纪 50 年代，这种病原体摧毁了商业香蕉作物，并导致一种香蕉​​——大米歇尔香蕉——功能性灭绝。

但这种色彩鲜艳的水果并非一无是处。一个国际科学家团队的最新研究确定了破坏香蕉的微生物背后的分子机制，并为对抗病原体的新疗法和策略打开了大门。该研究结果详见 8 月 16 日发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究。

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什么伤害了香蕉？

农作物减产的罪魁祸首是一种名字很长的真菌病原体——尖镰孢菌古巴专化型（ Foc）热带小种 4（TR4）。这种真菌简称为 Foc TR4，在 20 世纪 50 年代摧毁了几种香蕉作物，并消灭了一个完整的香蕉品种，但香蕉并不是唯一受到威胁的植物。

“作为一个物种复合体，尖镰孢菌可以感染 100 多种不同的植物宿主，”研究报告的共同作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校分子生物学家马丽君告诉《大众科学》杂志。”

这种毒性部分归因于其基因组及其变化方式。据马教授介绍，每个尖镰孢菌基因组可分为两部分——核心基因组和附属基因组。核心基因组承担着维持基因组运转的所有主要管家功能。附属基因组则可在不同菌株之间自由变化，并可处理特殊功能——包括感染特定植物的能力。

了解病原体及其基因组在分子水平上的作用方式是开发对抗病原体的方法并防止更多香蕉物种灭绝的关键。

不是你祖父母的香蕉或真菌

50 多年前，这场真菌战争的首批受害者是格罗斯·米歇尔香蕉。为了应对香蕉枯萎病，卡文迪什品种被培育成抗病替代品，是当今市场上最受欢迎的香蕉品种。这种方法一度奏效，但到了 20 世纪 90 年代，香蕉枯萎病再次爆发，从东南亚蔓延到中美洲。

马和她的团队在过去十年中一直在研究 TR4 基因组如何对抗卡文迪什香蕉中新爆发的香蕉枯萎病。令人惊讶的是，他们发现 TR4 实际上并非源自 50 年代摧毁农作物的同一种病原体。

马教授在研究报告中表示：“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病原体进化而来。TR4 的基因组含有一些与一氧化氮生成有关的附属基因，而一氧化氮似乎是 TR4 致病性的关键因素。”

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米歇尔香蕉的菌株。序列显示，导致当前香蕉枯萎病爆发的 Foc TR4。它在入侵宿主时还使用一些附属基因来实现两个目的。这些基因既产生真菌一氧化氮，又解毒真菌一氧化氮。

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“正如预期的那样，我们在 TR4 基因组中发现了导致其毒力的附加序列，包括产生有害气体一氧化氮，从而促进宿主的入侵，”马说。

研究小组仍不清楚这种气体如何具体导致卡文迪什香蕉的疾病侵染。然而，他们能够确定，如果控制一氧化氮产生的两个基因被消除，Foc TR4 的毒性会大大降低。

这项研究的共同作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士后研究员张勇在一份声明中表示：“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。”

“永远记得向农民说谢谢”

在未来的研究中，该团队希望更好地了解真菌如何产生这种有害气体而不会伤害自己。他们想测试各种方法来阻止一氧化氮的产生，并探索可以在气体损害植物细胞之前将其去除的基因。

重要的是，这样的工作提高了人们对农业单一栽培和依赖单一物种的危险的认识。

“种植任何作物的单一品种，也称为单一栽培农业生产，为病原体的生长提供了温床，”马说。“为了帮助增加市场对不同种类香蕉的需求，我们可以特意从货架上挑选不同品种的香蕉。我们可以通过在当地购物来支持当地生产商。”

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这也告诉我们，我们要珍惜那些为我们生产餐桌上所有食物的人所付出的时间和精力。

马说：“我们消费者应该明白，香蕉或其他水果/蔬菜不是从杂货店里长出来的。为了把食物端上餐桌，养活我们的身体，我们付出了巨大的努力。当你看到农民浑身沾满泥土时，一定要记得向他/她道谢。”