出品：科普我国
制造：王大鹏 （我国科学院植物生理生态研讨所）
监制：我国科学院计算机网络信息中心
2019年7月15日闻名的网站FreshFruitPortal.com报导“哥伦比亚的2个栽培园内的香蕉疑似感染了香蕉枯萎病热带四号（TR4）”——香蕉枯萎病的一个新变种[1]。
这一音讯瞬间在网上引起了火热的评论，一起也触动着许多香蕉栽培者以及爱好者的心。TR4一旦大规模迸发，将会给香蕉栽培园带来毁灭性的冲击，乃至或许会引起现有香蕉栽培种类的灭绝。
图1 香蕉栽培园 （图片来自参考资料6）
为什么一种真菌性病害会给香蕉栽培园，乃至现有的香蕉栽培种类带来毁灭性的冲击呢？这还要从香蕉的栽培前史讲起。
咱们吃的香蕉为什么都相同？
国际上最早是存在几百种可供食用的香蕉，可是能够合适大规模栽培，产值高，而且滋味能得到广阔顾客喜欢的香蕉种类并不多。一起，香蕉对成长环境的要求十分严厉，只能在亚热带和热带区域成长，要想在国际规模内进行广泛的交易，就必需挑选能合适长距离运送的种类。
大麦克香蕉（图2）口感甜美，香味诱人，而且皮也很厚，合适长期贮存和长距离运送，因而人们挑选用大麦克香蕉进行单一种类的栽培。这种栽培形式在短时间内为香蕉栽培业带来了巨大收入，一起也极大的促进了全球香蕉交易的开展，可是也为大麦克香蕉的接近消亡埋下了伏笔。
图2 大麦克香蕉（A）和卡文迪什香蕉(B) （图片别离来自维基百科和The Conversation）
单一种类，简略被病菌“一锅端”
植物在有性繁衍进程中会发作随机骤变。自然环境中的生物性钳制（如：细菌，真菌，病毒，昆虫等病害）和非生物性钳制（如：干旱，高温，低温等）也会促进植物发作骤变。在环境的挑选中，一些有利的骤变（如抗病性，抗高温，抗低温等）被保存下来。
大麦克香蕉是三倍体，不能进行有性繁衍，只能经过无性生殖繁衍子孙。可是，经过无性繁衍发作的子孙基因简直是完全相同的（个别的一些随机骤变在外），这也就导致了香蕉的基因多样性严峻下降。一旦有一种病原菌或许害虫能够快速专注的侵染和杀戮这一种类，就必定会引起这一种类的消亡。
上世纪50年代和60年代，巴拿马病（Panama disease，又名，香蕉枯萎病1号，图3）大面积迸发，重创香蕉栽培业和交易业，严峻影响了全球的香蕉交易[2，3]。巴拿马病便是由一种真菌病害（Fusarium oxysporum f.sp. cubense race 1）引起[4,5]，常见的灭菌技能并不能完全杀死这种病菌。它能够长期存活于土壤，植物体中，也会随同香蕉的运送进行长距离传达。香蕉栽培者和育种人员经过挑选很快就确定了多个抗病种类，但合适大规模栽培和长距离运送的只要卡文迪什香蕉（Cavendish banana，图2）。
尽管这个种类与大麦克比较有许多缺点，口感和香味远没有大麦克好等等，可是它不会被巴拿马真菌病害侵染[3,6,8]。因而香蕉交易开端依赖于卡文迪什香蕉的大规模栽培。
图3 巴拿马病的病症：叶子变黄，萎蔫，茎干开裂。（图片来自参考资料4）
新的香蕉枯萎病杀手来袭
在栽培进程中，人们渐渐的发现栽培在亚热带区域的卡文迪什香蕉在低温的条件下对香蕉枯萎病的别的一个变种（Fusarium oxysporum f.sp. cubense race 4）十分灵敏[8]。1989年之前的研讨和报导都标明Fusarium oxysporum f.sp. cubense race 4只影响在亚热带区域栽培的卡文迪什香蕉，因而它也被称为Fusarium oxysporum f.sp. cubense Subtropical race 4（简称SR4）。
在1990年，一个新的香蕉枯萎病变种（Fusarium oxysporum f.sp. cubense tropical race 4, 简称TR4）被报导能进犯热带栽培的香蕉也能进犯亚热带栽培的香蕉，这简直覆盖了一切合适香蕉成长的区域[5,8,9,10]。TR4被人们发现之后的20年内，它的发病规模首要会集在东亚和东南亚的部分区域以及澳大利亚北部区域，因而并没有引起咱们的惊惧。可是近期的一些报导标明它现已连续传达到了中亚，中东和非洲等部分区域[8]。美洲是全球首要的香蕉栽培和出口区域之一，在本年之前并没有被TR4所影响。一旦TR4传达到美洲，全国际的香蕉栽培区都会笼罩在TR4的暗影之下。
图片来历：Veer图库
下一种能吃的香蕉在哪？
或许有人会以为卡文迪什香蕉没了，咱们能够再寻觅一种能够抗TR4的香蕉的种类不就能够了吗？工作远没有那么简略，咱们会面对一列的问题：
（1）这个种类是否合适人类食用呢？
（2）这个种类的栽培条件是否很严苛呢？
（3）这个种类是否合适长距离运送呢？
（4）这个种类又能坚持多少年呢？
一味的去寻觅新的种类底子不是处理的办法。找到一个新的种类时，病原菌也会进化出不同的变种，咱们又会进入之前阅历的死循环（大麦克-巴拿马病；卡文迪什-香蕉枯萎病热带四号）。
另一方面，病原菌进化的速度要比咱们寻觅新种类，驯化新种类的速度快的多。要想打破这个怪圈就要打破香蕉单一种类栽培的形式，可是想一起找到许多合适大规模栽培，口感好还合适长距离运送的香蕉种类并没有那么简略，由于香蕉育种也是一个绵长的进程。
还有一个严酷的现实摆在咱们面前——与60年前比较可供咱们挑选的香蕉种类也严峻减少了。或许有人会说那咱们从头选用二倍体或许四倍体的香蕉进行栽培，使香蕉选用有性繁衍的办法去繁衍不就能够添加香蕉基因的多样性了吗？可是二倍体和四倍体香蕉经过有性繁衍长出的果实是含有种子的，这些种子会硌到咱们的牙齿，严峻影响咱们食用香蕉的心境。
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转基因香蕉你会吃吗？
跟着生物技能的开展，研讨者也在测验运用转基因和基因修改的技能去进步香蕉对病菌的抗性。2017年，澳大利亚昆士兰科技大学的研讨者James Dale及其合作者在国际闻名的研讨型期刊Nature Communication上宣布重要效果：他们经过转基因技能在卡文迪什香蕉中表达基因RGA2（别离于抗TR4的二倍体香蕉）和Ced9（线虫的抗细胞凋亡基因）,能够明显进步对TR4的抗性[11]。
图片来历：Veer图库
可是，转基因香蕉，你会吃么？当时，转基因食物并没有被一切顾客承受。转基因香蕉要想大规模栽培还要面对立法问题，道德问题和环保人士的反对等一系列问题。
即便上述问题都被处理了，转基因香蕉还面对一个问题——栽培形式的问题。转基因香蕉单一种类栽培仍然面对病原菌新变种的应战。因而，咱们要想确保香蕉不被灭绝，咱们首先要确保香蕉的生物多样性，这是坚持一个物种能在自然环境里边生计下去的先决条件。一起也要经过分子生物学的办法去研讨香蕉枯萎病的致病机理，从本源上遏止它的传达。最终咱们也要加大宣扬和科普，让咱们正确的知道转基因技能和它优势，以及它能为未来香蕉栽培业带来的各种或许性。
参考资料:
[1] /news/2019/07/15/colombia-ica-/confirm/is-tr4-quarantine-in-effect-on-two-farms-since-mid-june/
[2] Stover, R. H. (1962). Studies on Fusarium wilt of bananas: VIII. Differentiation of clones by cultural interaction and volatile substances. Can. J. Bot. 40, 1467–1471. doi: 10.1139/b62-142
[3] /plant/banana-plant#ref1263616
[7] K. Shepherd. (1952). Seed fertility of the Gros Michel banana in JAMAICA. Journal of Horticultural Science. doi.org/10.1080/00221589.1954.11513794
[8] Miguel D. et al. (2018). Fusarium wilt of banana: current knowledge on epidemiology and research needs toward sustainable disease management. Frontiers in Plant Science 9, 1468. doi: 10.3389/fpls.2018.01468
[9] Buddenhagen, I. (2009). Understanding strain diversity in Fusarium oxysporum f. sp. cubense and history of introduction of “Tropical Race 4” to better manage banana production. Acta Hortic. 828, 193–204. doi: 10.17660/ActaHortic.2009.828.19
[10] Mostert, D. et al. (2017). The distribution and host range of the banana Fusarium wilt fungus, Fusarium oxysporum f. sp. cubense, in Asia. PLoS ONE. 12:e0181630. doi: 10.1371/journal.pone.0181630
[11] James D. et al. (2017). Transgenic Cavendish bananas with resistance to Fusarium wilt tropical race 4. Nature Communication 8, 1496. doi: 10.1038/s41467-017-01670-6
