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致命真菌侵袭香蕉种植园 科学家打响拯救香蕉大作战

2019年09月19日 07:57 来源:广州日报 参与互动 

  致命真菌“巴拿马病热带种4”侵袭 改造抗病香蕉在行动

  拯救香蕉大作战  

据美国知名商业杂志《快公司》近日报道,在英国和澳大利亚的实验室里,研究人员正在竞相寻找拯救卡文迪什香蕉的方法,因为世界香蕉出口经济的心脏拉丁美洲开始受到致命真菌“巴拿马病热带种4”的侵袭。这种真菌攻击香蕉树的根部,堵塞输送水分和营养物质的运输系统,最终杀死香蕉树。

  科学家们担心,占全球香蕉种植总面积将近一半的卡文迪什香蕉很可能会灭绝。科学家们正努力寻找改变卡文迪什香蕉基因的方法,使其对真菌有抵抗力。

  文/广州日报全媒体记者温俊华编译

  发现致命真菌

  今年8月,哥伦比亚农业研究所报告称,一种致命真菌已进入哥伦比亚,这是“巴拿马病热带种4”首次在拉丁美洲被发现。此前,这种致命真菌一直在破坏亚洲、澳大利亚和东非的香蕉种植园。报道称,真菌在哥伦比亚北部拉瓜吉拉地区一个175公顷的香蕉园被发现,为避免真菌扩散,当地政府已对受影响地区进行隔离并摧毁受感染香蕉。

  “目前,这种疾病只在哥伦比亚被发现,但它可能很快就会出现在厄瓜多尔。厄瓜多尔种植着销往美国和欧洲的大部分香蕉。可以预想,疫情蔓延到拉丁美洲所有主要香蕉种植地可能只需数年时间。”热带生物科学公司首席执行官格森说。

  对付这种真菌没有灵丹妙药。尽管这种真菌对人类无害,但它对香蕉生产构成“严重威胁”。真菌会攻击香蕉的根部,堵塞输送水分和营养物质的运输系统,最终杀死香蕉树。由于卡文迪什香蕉是无性繁殖,当这种真菌杀死一株香蕉时,附近的香蕉也都处于危险之中。

  “‘巴拿马病热带种4’在单一环境中传播得非常快,可以造成很大的破坏。它可以在土壤中残留几十年,即使一种作物全部死亡后,土地也无法重新耕种。”佛罗里达大学植物病理学家普罗茨说。

  拯救方法一:干扰基因

  英国的热带生物科学公司正致力于在短时间内找到应对“巴拿马病热带种4”的方法。在公司的实验室,研究人员使用基因编辑工具CRISPR对咖啡等作物进行研究,CRISPR可以精确地剪掉植物基因组的一部分,研究人员已经能够剪掉咖啡中与咖啡因相关的基因。

  但要快速改造出抗病的卡文迪什香蕉,研究人员决定独辟蹊径——不是利用CRISPR编辑基因,而是利用核糖核酸(RNA,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体)干扰基因,以关闭细胞的特定功能。据报道,这种“关闭”功能可以被引导到香蕉自身细胞之外,用于关闭病原体(如真菌)的基因。“这是一种直接攻击病原体的策略。”热带生物科学公司的首席科学官毛利说。

  这也是一个更快的解决方案——传统的基因编辑过程可能需要长达十年的时间来识别香蕉基因,随后才能改变基因以使作物产生抗病能力。基因干扰针对的是病原体而非香蕉的基因,香蕉的关键特性——从味道到它在田间的生长方式——没有被改变。因为香蕉中没有任何外来DNA,这项技术可被认为是非转基因的。该公司计划明年开始实地测试。

  拯救方法二:基因改造

  在澳大利亚,科学家们正在测试另一种方法。经过几年的研究,研究人员在野生香蕉中发现了一种对“巴拿马病热带种4”有抵抗力的基因,并把这种基因植入卡文迪什香蕉中。在澳大利亚达尔文市郊外的汉普缇杜镇附近,研究人员已经成功地进行了实地试验。

  经过三年的试验,他们现在正处于更大规模的试验中。这种转基因香蕉可能会在几年内上市销售,具体取决于获得监管机构批准所需的时间。此外,消费者是否会接受转基因香蕉也是一个问题。昆士兰科技大学研究香蕉的研究员戴尔说,他的团队目前也在研究一种不使用外来DNA的基因编辑版本,有望更容易被接受。

【编辑:张燕玲】
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