由于香蕉枯萎病(FWB)的發(fā)生，您在超市里看到的香蕉和您早餐吃的香蕉正面臨功能性滅絕，這種病原體是一種名為尖鐮孢古巴專(zhuān)化型(Foc)熱帶小種4(TR4)的真菌病原體。
然而，得益于馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近的研究，我們現(xiàn)在知道 Foc TR4 并不是從 20 世紀(jì) 50 年代摧毀商業(yè)香蕉作物的菌株進(jìn)化而來(lái)的，而且這種新菌株的毒性似乎是由一些與一氧化氮產(chǎn)生有關(guān)的附屬基因引起的。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然微生物學(xué)》雜志上，為減緩(即使不能控制)Foc TR4 尚未得到控制的傳播的治療和策略打開(kāi)了大門(mén)。
“我們今天吃的香蕉和你祖父母吃的不一樣。那些古老的品種，大麥克香蕉，已經(jīng)功能性地滅絕了，是 20 世紀(jì) 50 年代第一次鐮刀菌爆發(fā)的受害者，”馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校生物化學(xué)和分子生物學(xué)教授、該論文的資深作者馬麗君說(shuō)。
如今，市場(chǎng)上最受歡迎的香蕉品種是卡文迪什香蕉，這種香蕉是為了應(yīng)對(duì)大麥克香蕉的滅絕而培育的抗病品種。大約 40 年來(lái)，卡文迪什香蕉在全球的單一種植園中蓬勃發(fā)展，這些種植園為全球大部分商業(yè)香蕉作物提供了原料。
但到了 20 世紀(jì) 90 年代，卡文迪什香蕉的好日子開(kāi)始走到了盡頭。“香蕉枯萎病又一次爆發(fā)，??”主要作者張勇說(shuō)，他在馬教授的指導(dǎo)下完成了馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校有機(jī)體和進(jìn)化生物學(xué)項(xiàng)目的博士學(xué)位。“它像野火一樣從東南亞蔓延到非洲和中美洲。”
“我們花了 10 年時(shí)間研究這種新爆發(fā)的香蕉枯萎病，”馬說(shuō)，他是尖鐮孢菌專(zhuān)家，尖鐮孢菌并非單一物種，而是一個(gè)“物種復(fù)合體”，有數(shù)百個(gè)不同的變種，專(zhuān)門(mén)感染不同的植物宿主。這些變種是由菌株特異性附屬基因和共同的核心基因組決定的。
“我們現(xiàn)在知道，破壞卡文迪什香蕉的病原體 TR4 并非從毀滅大麥克香蕉的那個(gè)品種進(jìn)化而來(lái)。TR4 的基因組含有一些與一氧化氮產(chǎn)生有關(guān)的附屬基因，這似乎是 TR4 毒性的關(guān)鍵因素。”
為了得出這一結(jié)論，Yong、Ma 和來(lái)自中國(guó)、南非以及美國(guó)大學(xué)的合著者對(duì)從世界各地收集的 36 種不同的 Foc 菌株進(jìn)行了測(cè)序和比較，其中包括那些攻擊 Gros Michel 香蕉的菌株。然后，在馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校應(yīng)用生命科學(xué)研究所的幫助下，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致當(dāng)前香蕉枯萎病爆發(fā)的 Foc TR4 使用一些附屬基因來(lái)產(chǎn)生和解毒真菌一氧化氮，從而入侵宿主。
盡管研究小組還不清楚這些活動(dòng)如何導(dǎo)致卡文迪什香蕉的疾病侵染，但他們能夠確定，當(dāng)控制一氧化氮產(chǎn)生的兩個(gè)基因被消除時(shí)，F(xiàn)oc TR4 的毒性大大降低。
Yong 表示：“識(shí)別這些附屬基因序列為減輕甚至控制 Foc TR4 的傳播開(kāi)辟了許多戰(zhàn)略途徑。”
即便如此，很快指出，我們最喜歡的早餐食品之一所面臨的最終問(wèn)題是單一栽培的實(shí)踐。
“當(dāng)大型商業(yè)作物缺乏多樣性時(shí)，它就很容易成為病原體的攻擊目標(biāo)，”她說(shuō)。“下次買(mǎi)香蕉時(shí)，可以嘗試一下當(dāng)?shù)靥厣称返昕赡苡惺鄣牟煌贩N。”
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