Бананам грозит исчезновение: нашлось серьезное заболевание, которое повредило плантации и быстро распространяется
Самому популярному фрукту в мире грозит исчезновение, и ученые стремятся спасти его с помощью генного редактирования. Бананы сорта Cavendish, которые люди едят сегодня, появились как замена бананам сорта Gros Michel. Сорт Gros Michel был почти полностью уничтожен таким заболеванием, как фузариозное увядание бананов (FWB), вызванным грибком Fusarium oxysporum, который нарушает сосудистую систему растений, приводя к их гибели. За последние несколько десятилетий всплеск FWB, вызванный другим штаммом того же гриба под названием «тропическая раса 4», или TR4, снова угрожает мировому производству бананов.
Генетическая эволюция Fusarium oxysporum вызывает увядание и гниение корней у более чем 120 видов растений. Некоторые штаммы Fusarium oxysporum также способны заражать людей. В 2010 году было установлено, что каждый геном Fusarium oxysporum можно разделить на две части. Одна из них — это основной геном, который одинаков у всех штаммов и отвечает за основные биологические функции жизнеобеспечения. Другая часть — это дополнительный геном, который различается у разных штаммов и включает гены, отвечающие за специализированные функции, такие как способность заражать конкретные растения.
Каждое растение имеет сложную систему иммунной защиты от микробных патогенов. Для того чтобы вызвать инфекцию, каждый штамм Fusarium oxysporum использует свой уникальный дополнительный геном, чтобы обойти защитные механизмы растения. Такое функциональное разделение позволяет Fusarium oxysporum инфицировать широкий круг растений.
В недавно опубликованном исследовании группа ученых из Китая и Южной Африки выяснили, что штамм TR4, убивающий бананы сорта Cavendish, имеет иное эволюционное происхождение и отличные последовательности в дополнительном геноме по сравнению со штаммом, уничтожающим бананы сорта Gros Michel.
Исследуя зону взаимодействия штамма TR4 с бананом сорта Cavendish, ученые обнаружили, что некоторые активированные гены в его дополнительном геноме выделяют оксид азота — газ, вредный для банана Cavendish. Этот выброс токсичного газа помогает инфекции распространяться, обезвреживая защитные механизмы растения. При этом гриб защищает себя, повышая выработку химических веществ, которые нейтрализуют оксид азота.
При исследовании глобального распространения новой разновидности Fusarium oxysporum ученые пришли к выводу, что одной из главных причин недавнего увеличения числа случаев этой грибковой инфекции является преобладание одного сорта бананов на мировом рынке. Выращивание разнообразных сортов может способствовать устойчивости сельского хозяйства и снизить заболеваемость среди одного вида культуры.
Фермеры и ученые могут бороться с увяданием бананов, выявляя или создавая сорта, устойчивые к TR4. Исследователи также указывают на то, что один из способов защиты бананов сорта Cavendish заключается в разработке эффективных поглотителей оксида азота для уменьшения токсического воздействия этого газового выброса.
Трудно представить, как обычный потребитель, просто любящий бананы, мог бы участвовать в борьбе с болезнью, уничтожающей банановые посадки. Тем не менее именно потребители формируют рынок, и фермерам приходится выращивать то, что на нем востребовано. Можно способствовать увеличению разнообразия бананов в местном магазине, преднамеренно покупая другие сорта бананов, когда такие появятся в продаже.
Также можно поддержать местных фермеров и сохранить разнообразие растений, покупая местные сорта других фруктов и сельскохозяйственных продуктов. Сотрудничество между учеными, фермерами, промышленными предприятиями и потребителями по всему миру может помочь предотвратить будущий дефицит бананов и других культур.
Ранее достигла критической точки ситуация с выращиванием цитрусовых. За последние десятилетия болезнь под названием «Хуанлунбин» (HLB), также известная как болезнь «озеленения цитрусовых», уничтожила сады в Азии, Америке и в некоторых африканских странах. Несмотря на то что в последние годы мировое производство увеличилось благодаря высокому спросу на рынке и новым посадкам, постоянное распространение этой болезни заставляет производителей опасаться наихудших последствий.
