研究人員已經發現三種真菌病如何演變成對世界香蕉的致命威脅。

這一發現在線報導於 PLOS遺傳學，更好地幫助研究人員開發更耐寒、抗病的香蕉植物和更有效的疾病預防治療方法。

“卡文迪什香蕉植物都起源於一種植物，因此作為克隆，它們都具有相同的基因型 - 這就是災難的根源。”

加州大學戴維斯分校植物病理學家Ioannis Stergiopoulos 表示：“我們已經證明，三種最嚴重的香蕉真菌病害中的兩種通過增強其操縱香蕉代謝途徑和利用其營養物質的能力而變得更加致命。”努力對兩個真菌基因組進行測序。

“病原體和寄主植物代謝的這種平行變化迄今為止一直被忽視，並且可能代表適應過程的‘分子指紋’，”他說。 “這確實給研究界敲響了警鐘，讓他們研究病原體與其植物宿主之間的類似機制。”

香蕉有“形象問題”

香蕉是世界五大主食之一。 近 100 個國家每年生產約 120 億噸香蕉。 但斯特吉奧普洛斯表示，這種水果存在“形象問題”，讓消費者覺得它是而且隨時都可以買到的。 他擔心這個形象問題可能在不久的將來對整個香蕉行業造成致命的影響。

事實上，全球香蕉產業可能會在短短 5 到 10 年內被快速蔓延的真菌病害所消滅。 這對於數百萬依靠水果獲取食物、纖維和收入的小農來說將是毀滅性的。 葉斑病（一種三種真菌綜合病害）已經使香蕉產量減少了 40%。

葉斑病複合體的三種真菌病害——黃葉斑病（香蕉假尾孢）、仿真葉斑病（假尾孢菌）和黑色葉斑病（菲金假尾孢）——上個世紀才作為破壞性病原體出現。 桉樹葉斑病和黑葉斑病現在是最具破壞性的，其中黑葉斑病對全世界香蕉生產構成最大的限制。

該病害的持續威脅要求農民每年對香蕉作物施用 50 次殺菌劑以控制該病害。

“香蕉生產成本的 35% 到 XNUMX% 用於殺菌劑的應用，”Stergiopoulos 說。 “由於許多農民買不起殺菌劑，他們種植的香蕉質量較差，這給他們帶來了更少的收入。”

對於那些買得起殺菌劑的種植者來說，這些應用會帶來環境和人類健康風險。

更糟糕的是，所有商業“甜點”香蕉（最常見於雜貨店）都是卡文迪什品種。 與從種子中生長的番茄或綠豆不同，香蕉是從芽插條中生長的。

斯特吉奧普洛斯說：“卡文迪什香蕉植物都起源於一種植物，因此作為克隆，它們都具有相同的基因型，這就是災難的根源。”他指出，一種能夠殺死一株植物的疾病也可能殺死所有植物。

真菌如何攻擊

Stergiopoulos 及其同事對仿真葉斑病和黑葉斑病的基因組進行了測序，並將他們的發現與之前測序的黃葉斑病基因組序列進行了比較。

他們發現，這種複雜的疾病對香蕉植物來說是致命的，不僅因為它關閉了植物的免疫系統，而且還因為使真菌的新陳代謝適應了寄主植物的代謝。 結果，攻擊真菌可以產生分解植物細胞壁的酶。 這使得真菌能夠以植物的糖和其他碳水化合物為食。

“現在，我們第一次了解了這些真菌疾病毒力的基因組基礎以及這些病原體的進化模式，”斯特吉奧普洛斯說。

其他研究人員來自加州大學戴維斯分校和位於荷蘭烏得勒支的荷蘭皇家藝術與科學學院 CBS-KNAW 真菌生物多樣性中心。

該研究的財政支持來自加州大學戴維斯分校的教員啟動基金。

資源： 加州大學戴維斯分校

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