我們吃的香蕉,搞不好馬上就要絕種了社會焦點

    來源:  2020-05-01 17:58:34

  

(原標題:我們吃的香蕉,搞不好馬上就要絕種了)

  

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  香蕉是世界上最受歡迎的水果作物,在130多個熱帶和亞熱帶國家每年會生產出超過一億噸香蕉。今天的香蕉之所以可以食用,其實是因為香蕉物種在自然的遺傳過程中發生了一點小意外,使香蕉變得無籽,F在西方國家市場上的香蕉都屬于卡文迪什香蕉及其亞種,這些香蕉的基因基本上都是相同的?ㄎ牡鲜蚕憬恫荒苓M行自然繁殖,它的繁殖要依賴于植物干細胞培養或者組織培養一類的無性生殖技術。

  雖然亮黃色的卡文迪什香蕉在超市和餐桌上非常常見,但就是這種幾乎隨處可見的香蕉,現在正面臨著滅絕的危險。因為在世界范圍內大規模種植的卡文迪什香蕉基因高度一致,這意味著當疾病爆發的時候,這種香蕉就會非常危險。在歷史上曾經就有一種真菌疾病重創了橡膠產業,如果我們不從根本上解決這個問題,這樣的問題還有可能再次出現。包括我們在內的植物科學家,正在試圖通過研究香蕉基因的多樣性以及致病病原體,來阻止卡文迪什香蕉的滅絕。

  因為基因易感性高導致疾病蔓延有過很多先例,其中最有代表性的例子同樣來自于香蕉。上世紀60年代,商業種植園中最主要的香蕉品種叫做Gros Michel,也叫Big Mike,這一品種非常受消費者歡迎,以至于當時香蕉種植業的全都全部轉向種植這個品種。一時間,上千公頃的熱帶雨林全部被開墾來種植這種香蕉。

  但是正是這種香蕉的受歡迎為它帶來了厄運。上世紀50年代到60年代,一場疾病席卷了這些香蕉種植園,這種被稱作鐮刀菌萎蔫病或者巴拿馬病的真菌疾病幾乎使Gros Michel香蕉瀕臨滅絕,世界香蕉出口產業在當時幾乎處于崩潰的邊緣。這場災難的罪魁禍首是一種來自土壤的真菌:它感染了香蕉樹的根和維管系統,使得香蕉無法繼續運輸水分和營養而枯萎死亡。

  巴拿馬病可以通過土壤水和耕作使用的農具進行傳播,所以這種疾病很難控制。針對土壤和植物干細胞的抗真菌藥也沒有作用。另外,這種真菌可以在土壤里存活幾十年,所以受到感染的土地就不能重新種植香蕉了。

  卡文迪什香蕉對于這種真菌導致的枯葉病有抵抗力,因此在那場疾病之后成為替代Gros Michel的香蕉品種。盡管卡文迪什香蕉在口味上差了一些,盡管將這種新的香蕉推向國際市場面臨著重重挑戰,卡文迪什香蕉最終還是取代了Gros Michel成為了香蕉種植園主要的種植品種。在那之后,整個香蕉產業發生了巨大的轉變,直到今天,卡文迪什香蕉仍然占據了47%的香蕉種植比例以及99%用于出售出口發達國家的市場份額。

  但是卡文迪什香蕉也有自己的缺點,最突出的缺點就是它們容易患香蕉葉斑病。一種假尾孢屬真菌會感染這種植物的葉子,使細胞死亡,影響光合作用,最終導致香蕉的產量和品質降低。如果這種香蕉葉斑病繼續不加控制,香蕉產量將會面臨著35%~50%的產量下降。

  卡文迪什香蕉的種植者現在正在試圖通過修剪被感染的葉子,以及抗真菌藥來控制這種香蕉葉斑病。為了控制這種疾病,種植者每年會使用超過50種的化學藥品,這樣大量濫用抗真菌藥會對環境產生不良的影響,還會對種植香蕉的農場工人的健康產生威脅,增加生產成本。與此同時,這也篩選出了耐抗真菌藥的真菌品種:當這種有抗性的真菌更加普及時,這種疾病就會更加難以控制。

  

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  【圖注】圖為位于菲律賓南部的棉蘭老島的一個香蕉種植園,一架作物噴粉機正在噴灑抗真菌藥。圖片來源:Romeo Gacad/AFP

  更糟糕的是,卡文迪什香蕉正在受到一種新出現的尖孢鐮刀菌(TR4)的威脅。這種真菌最早在臺灣、馬來西亞和印度尼西亞被發現,接著就傳播到了東南亞、中東和非洲地區。如果這種真菌傳播到拉丁美洲和加勒比海地區,對于這些地區的香蕉出口產業來說將會是一個沉重的打擊?ㄎ牡鲜蚕憬秾@種真菌幾乎沒有抗性,香蕉種植者目前也只能采取一些臨時的措施來阻止它傳播到更多的地區,比如使用清潔農具以及限制可能被污染的土壤在農場之間轉移等。

  香蕉葉斑病和巴拿馬病都導致了香蕉的減產,并且非常難以控制。雖然通過正確、到位的監控,并干預和阻止它們的傳播可以顯著降低患病風險和它們帶來的損失,就像現在美國所做的那樣,但是這些措施并沒有給我們提供急需的長久解決方案。

  Gros Michel香蕉的慘劇已經給我們帶來了教訓,即過分依賴單一基因的作物物種會帶來非常大的風險。為了減少這種風險,我們應該提高栽培香蕉的物種多樣性。

  人類記錄過的野生香蕉超過1000種。雖然這其中的大多數都沒有農業價值,比如具有高產、無籽、香甜并且可以長時間儲存等特征,使得它們可以直接代替卡文迪什香蕉,但它們可以成為新的基因來源?茖W家可以從它們之中找到抗性基因以及其他人類需要的特點,將這些基因用于基因工程和無性繁殖。

  雖然野生香蕉物種如此重要,但是至今幾乎沒有研究者關注、收集、了解和利用這些野生香蕉的基因,更沒有相應的研究經費。近一個世紀以來,幾乎所有的作物都通過植物育種提高了產量,然而香蕉還沒有從遺傳學和育種技術中獲益。但是我們已經邁出了第一步:我們現在了解了香蕉的基因序列以及導致這兩種疾病的真菌,這些研究將會幫助我們了解這些病原體導致香蕉疾病的分子機制,從而為我們進一步在野生和種植的香蕉品種中找到抗性基因提供幫助。

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