Второй банановый апокалипсис еще можно остановить при помощи науки
Фузариозное увядание бананов в настоящее время уничтожает бананы сорта Кавендиш – самые популярные в мире коммерчески доступные бананы. Когда гриб, вызывающий болезнь, попадает на плантацию, его невозможно искоренить, что делает будущее производство бананов сорта Кавендиш практически невозможным, как это уже произошло со старым сортом Гро-Мишель. Международная исследовательская группа, возможно, нашла способ предотвратить второй банановый апокалипсис.
🔹
Бананы в вашем супермаркете и те, которые вы едите на завтрак, находятся на грани функционального вымирания из-за заболевания фузариозным увяданием бананов (FWB), вызываемого грибным патогеном Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) тропическая раса 4 (TR4).
Однако благодаря недавним исследованиям международной группы ученых под руководством Массачусетского университета в Амхерсте мы теперь знаем, что Foc TR4 не произошел от штамма, уничтожившего коммерческие урожаи бананов в 1950-х годах, и что вирулентность этого нового штамма, по-видимому, обусловлена некоторыми вспомогательными генами, связанными с выработкой оксида азота.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, открывает двери для методов лечения и стратегий, которые могут замедлить – если не контролировать – быстрое распространение Foc TR4.
«Тот сорт бананов, который мы едим сегодня, отличается от того, который ели раньше. Те старые бананы сорта Гро-Мишель практически вымерли, став жертвами первой вспышки фузариоза в 1950-х годах», – говорит Ли-Джун Ма, профессор биохимии и молекулярной биологии Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор статьи.
Сегодня самым популярным видом коммерчески доступных бананов является сорт Кавендиш, который был выведен как устойчивый к болезням ответ на вымирание сорта Гро-Мишель. Около 40 лет банан Кавендиш процветал по всему миру на обширных монокультурных плантациях, поставляющих большую часть мирового коммерческого урожая бананов.
Но к 1990-м годам хорошие времена для бананов сорта Кавендиш начали подходить к концу. «Была еще одна вспышка бананового увядания. Она распространилась со скоростью лесного пожара из Юго-Восточной Азии в Африку и Центральную Америку», – говорит ведущий автор Йонг Чжан, который закончил докторскую диссертацию по программе органической и эволюционной биологии Массачусетского университета в Амхерсте под руководством Ма.
Фузариозное увядание банана (FWB), вызванное Fusarium oxysporum f. sp. Cubense (Foc) тропическая раса 4 (TR4) с внешними симптомами FWB у банана Кавендиш. Авторы: Чжан и др.
«Мы потратили последние 10 лет на изучение этой новой вспышки бананового увядания», – отмечает Ма, эксперт по Fusarium oxysporum, который не является отдельным видом, а «комплексом видов» с сотнями различных разновидностей, специализирующихся на поражении различных растений-хозяев. Эти разновидности определяются приобретением специфичных для штамма дополнительных генов в дополнение к общему основному геному.
«Теперь мы знаем, что патоген TR4, уничтожающий бананы сорта Кавендиш, не произошел от расы, уничтожившей бананы сорта Гро-Мишель. Геном TR4 содержит некоторые вспомогательные гены, которые связаны с выработкой оксида азота, который, по-видимому, является ключевым фактором вирулентности TR4», – поясняет исследователь.
Чтобы прийти к такому выводу, международная команда исследователей, включая ученых из Китая и Южной Африки, а также университетов США, секвенировали и сравнили 36 различных штаммов Foc, собранных со всего мира, включая те штаммы, которые поражают оставшиеся бананы Гро Мишель. Затем, с помощью специалистов Института прикладных наук о жизни Массачусетского университета в Амхерсте, команда обнаружила, что Foc TR4, ответственный за текущую вспышку увядания бананов, использует некоторые вспомогательные гены как для производства, так и для детоксикации грибкового оксида азота для вторжения в хозяина.
Хотя команда пока не знает точно, каким образом эти действия способствуют заражению бананов сорта Кавендиш болезнями, им удалось определить, что вирулентность Foc TR4 значительно снизилась, когда были устранены два гена, контролирующие выработку оксида азота.
«Идентификация этих дополнительных генетических последовательностей открывает множество стратегических путей для смягчения или даже контроля распространения Foc TR4», – говорит Йонг.
Тем не менее, Ма спешит указать, что главная проблема, с которой сталкивается один из наших продуктов, это практика выращивания монокультур.
«Когда в огромной коммерческой культуре нет разнообразия, она становится легкой мишенью для патогенов», заключила исследователь.
Источник: University of Massachusetts Amherst. Автор заглавного фото: A. Viljoen.
