致命真菌“巴拿馬病熱帶種4”侵襲 改造抗病香蕉在行動

  拯救香蕉大作戰  

據美國知名商業雜誌《快公司》近日報道，在英國和澳大利亞的實驗室裏，研究人員正在競相尋找拯救卡文迪什香蕉的方法，因爲世界香蕉出口經濟的心臟拉丁美洲開始受到致命真菌“巴拿馬病熱帶種4”的侵襲。這種真菌攻擊香蕉樹的根部，堵塞輸送水分和營養物質的運輸系統，最終殺死香蕉樹。

  科學家們擔心，佔全球香蕉種植總面積將近一半的卡文迪什香蕉很可能會滅絕。科學家們正努力尋找改變卡文迪什香蕉基因的方法，使其對真菌有抵抗力。

  文/廣州日報全媒體記者溫俊華編譯

  發現致命真菌

  今年8月，哥倫比亞農業研究所報告稱，一種致命真菌已進入哥倫比亞，這是“巴拿馬病熱帶種4”首次在拉丁美洲被發現。此前，這種致命真菌一直在破壞亞洲、澳大利亞和東非的香蕉種植園。報道稱，真菌在哥倫比亞北部拉瓜吉拉地區一個175公頃的香蕉園被發現，爲避免真菌擴散，當地政府已對受影響地區進行隔離並摧毀受感染香蕉。

  “目前，這種疾病只在哥倫比亞被發現，但它可能很快就會出現在厄瓜多爾。厄瓜多爾種植着銷往美國和歐洲的大部分香蕉。可以預想，疫情蔓延到拉丁美洲所有主要香蕉種植地可能只需數年時間。”熱帶生物科學公司首席執行官格森說。

  對付這種真菌沒有靈丹妙藥。儘管這種真菌對人類無害，但它對香蕉生產構成“嚴重威脅”。真菌會攻擊香蕉的根部，堵塞輸送水分和營養物質的運輸系統，最終殺死香蕉樹。由於卡文迪什香蕉是無性繁殖，當這種真菌殺死一株香蕉時，附近的香蕉也都處於危險之中。

  “‘巴拿馬病熱帶種4’在單一環境中傳播得非常快，可以造成很大的破壞。它可以在土壤中殘留幾十年，即使一種作物全部死亡後，土地也無法重新耕種。”佛羅里達大學植物病理學家普羅茨說。

  拯救方法一：干擾基因

  英國的熱帶生物科學公司正致力於在短時間內找到應對“巴拿馬病熱帶種4”的方法。在公司的實驗室，研究人員使用基因編輯工具CRISPR對咖啡等作物進行研究，CRISPR可以精確地剪掉植物基因組的一部分，研究人員已經能夠剪掉咖啡中與咖啡因相關的基因。

  但要快速改造出抗病的卡文迪什香蕉，研究人員決定獨闢蹊徑——不是利用CRISPR編輯基因，而是利用核糖核酸(RNA，存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體)干擾基因，以關閉細胞的特定功能。據報道，這種“關閉”功能可以被引導到香蕉自身細胞之外，用於關閉病原體(如真菌)的基因。“這是一種直接攻擊病原體的策略。”熱帶生物科學公司的首席科學官毛利說。

  這也是一個更快的解決方案——傳統的基因編輯過程可能需要長達十年的時間來識別香蕉基因，隨後才能改變基因以使作物產生抗病能力。基因干擾針對的是病原體而非香蕉的基因，香蕉的關鍵特性——從味道到它在田間的生長方式——沒有被改變。因爲香蕉中沒有任何外來DNA，這項技術可被認爲是非轉基因的。該公司計劃明年開始實地測試。

  拯救方法二：基因改造

  在澳大利亞，科學家們正在測試另一種方法。經過幾年的研究，研究人員在野生香蕉中發現了一種對“巴拿馬病熱帶種4”有抵抗力的基因，並把這種基因植入卡文迪什香蕉中。在澳大利亞達爾文市郊外的漢普緹杜鎮附近，研究人員已經成功地進行了實地試驗。

  經過三年的試驗，他們現在正處於更大規模的試驗中。這種轉基因香蕉可能會在幾年內上市銷售，具體取決於獲得監管機構批准所需的時間。此外，消費者是否會接受轉基因香蕉也是一個問題。昆士蘭科技大學研究香蕉的研究員戴爾說，他的團隊目前也在研究一種不使用外來DNA的基因編輯版本，有望更容易被接受。