Второй банановый апокалипсис еще можно остановить при помощи науки

Бананы в вашем магазине и те, которые вы едите на завтрак, находятся на краю вымирания из-за фузариозного увядания бананов, вызванного грибковым патогеном Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) тропической расы 4 (TR4).

Однако недавние исследования группы ученых из Массачусетского университета показали, что Foc TR4 не является потомком штамма, который уничтожил коммерческие урожаи бананов в 1950-х годах, и что вирулентность этого нового штамма, вероятно, обусловлена некоторыми вспомогательными генами, связанными с производством оксида азота.

Статья, опубликованная в журнале Nature Microbiology, предоставляет возможности для разработки методов лечения и стратегий, которые могут замедлить, а возможно, и контролировать быстрое распространение Foc TR4.

Профессор биохимии и молекулярной биологии Массачусетского университета Ли-Джун Ма говорит: «Тот сорт бананов, который мы едим сегодня, отличается от того, который мы ели раньше. Те старые бананы сорта Гро-Мишель практически исчезли, став жертвами первой вспышки фузариоза в 1950-х годах».

В настоящее время самым популярным видом коммерчески доступных бананов является сорт Кавендиш, который был создан как устойчивый к болезням сорт, чтобы предотвратить исчезновение сорта Гро-Мишель. На его основе уже около 40 лет производятся бананы, которые составляют большую часть мирового коммерческого урожая.

Однако к 1990-м годам устойчивость бананов сорта Кавендиш начала уменьшаться. Исследователь Йонг Чжан, выпускник программы органической и эволюционной биологии Массачусетского университета, говорит: «Была еще одна вспышка бананового увядания. Она быстро распространилась из Юго-Восточной Азии в Африку и Центральную Америку».

На фото: Фузариозное увядание банана, вызванное Fusarium oxysporum f. sp. Cubense (Foc) тропической расы 4 (TR4) с внешними симптомами. Авторы: Чжан и др.

Ма, эксперт по Fusarium oxysporum, который представляет собой «комплекс видов» с множеством различных разновидностей, специализирующихся на атаке разных растений-хозяев, сказала: «Мы изучаем эту новую вспышку бананового увядания уже последние 10 лет». В исследовании было установлено, что патоген TR4, атакующий бананы сорта Кавендиш, не является потомком штамма, который уничтожил бананы сорта Гро-Мишель. Геном TR4 содержит дополнительные гены, связанные с производством оксида азота, который, вероятно, играет ключевую роль вирулентности TR4.

Международная команда ученых, включая специалистов из Китая, Южной Африки и США, сравнила 36 различных штаммов Foc, включая те, которые атакуют остатки бананов сорта Гро-Мишель. С помощью специалистов из Института прикладных наук о жизни Массачусетского университета ученые обнаружили, что Foc TR4, ответственный за текущую вспышку увядания бананов, использует дополнительные гены для синтеза и детоксикации оксида азота, что позволяет ему проникать в растение-хозяин.

Хотя ученые еще не полностью понимают, каким образом эти гены способствуют заражению бананов сорта Кавендиш, им удалось определить, что вирулентность Foc TR4 снижается при удалении двух генов, контролирующих синтез оксида азота.

Чжан говорит: «Выявление этих дополнительных генетических последовательностей открывает возможность разработки стратегий для смягчения или контроля распространения Foc TR4».

Однако Ма подчеркивает, что основная проблема наших бананов - это монокультуры.

«Когда в коммерческих посадках нет разнообразия, они становятся легкой целью для патогенов», заключает Ма.

Источник: University of Massachusetts Amherst. Фото: A. Viljoen.