Bananenapokalypse, Teil 2 – ein Genomwissenschaftler erklärt die kniffligen Genetik des Pilzes, der weltweit Bananen vernichtet

Wussten Sie, dass die Bananen, die Sie heute essen? nicht der gleiche Typ wie die, die die Menschen vor ein paar Generationen aßen?Die Banane, die Sie heute vielleicht zum Frühstück gegessen haben, ist eine Sorte namens Cavendish-Banane, während die Sorte, die es bis in die 1950er Jahre in Lebensmittelgeschäften gab, eine Sorte namens Gros Michel war, die durch eine Krankheit namens Fusarium-Welke der Banane ausgerottet wurde. oder FWB.

FWB von Gros Michel wurde verursacht durch Fusarium oxysporum Rennen 1, ein Pilzpathogen, der Bananen befällt.Diese Pilzinfektion tötet eine Pflanze, indem sie ihr Gefäßsystem besetzt und den Wasser- und Mineralientransport blockiert.

Pflanzenbiologen haben das entwickelt Fusarium-resistente Cavendish-Sorte als Ersatz für den Gros Michel.Doch in den letzten Jahrzehnten kam es zu einem Wiederaufleben von FWB, das durch einen anderen Stamm desselben Pilzes verursacht wurde tropisches Rennen 4 oder TR4, bedroht erneut die weltweite Bananenproduktion.

Wie kam es Fusarium oxysporum die Fähigkeit erlangen, Resistenzen zu überwinden und so viele verschiedene Pflanzen zu infizieren?

Das zweiteilige Genom von F.Oxysporum

Ich bin Genomiker der das letzte Jahrzehnt damit verbracht hat, das zu studieren genetische Evolution von Fusarium oxysporum.Als Artenkomplex F.Oxysporum kann Welke und Wurzelfäule verursachen über 120 Pflanzenarten.Bestimmte Stämme können das auch Menschen anstecken.

Im Jahr 2010 mein Labor entdeckte, dass jeder F.Oxysporum Genom kann sein in zwei Teile geteilt:ein gemeinsames Kerngenom aller Stämme, das für wesentliche Haushaltsfunktionen kodiert, und ein zusätzliches Genom, das von Stamm zu Stamm unterschiedlich ist und spezielle Funktionen wie die Fähigkeit, einen bestimmten Pflanzenwirt zu infizieren, kodiert.

Jede Pflanzenart verfügt über eine hochentwickelte Immunantwort zur Abwehr mikrobieller Invasionen.Also um jeweils eine Infektion festzustellen F.Oxysporum Der Stamm nutzt sein akzessorisches Genom, um das einzigartige Abwehrsystem einer Pflanze zu unterdrücken.Diese funktionale Unterteilung ermöglicht F.Oxysporum um sein Wirtsspektrum deutlich zu vergrößern.

In unserer neu veröffentlichten Forschung haben mein Team und Kollegen in China und Südafrika herausgefunden, dass der TR4-Stamm, der Cavendish-Bananen tötet, einen hat unterschiedlicher evolutionärer Herkunft und andere Sequenzen in seinem akzessorischen Genom im Vergleich zu dem Stamm, der Gros-Michel-Bananen tötete.

Als wir uns die Schnittstelle zwischen dem TR4-Stamm und seinem Cavendish-Bananenwirt ansahen, stellten wir fest, dass einige seiner akzessorischen Gene aktiviert waren Stickoxid freisetzen, ein Gas, das für die Cavendish-Banane schädlich ist.Dieser plötzliche Ausbruch giftiger Gase erleichtert die Infektion, indem er das Abwehrsystem der Pflanze außer Gefecht setzt.Gleichzeitig schützt sich der Pilz, indem er die Produktion von Chemikalien erhöht, die Stickoxid entgiften.

Zunehmende Bananenvielfalt

Bei der Verfolgung der weltweiten Verbreitung dieser neuen Version von Fusarium oxysporum, haben wir erkannt, dass eine Hauptursache für das jüngste Wiederaufleben dieser Pilzinfektion die Dominanz von a in der internationalen Bananenindustrie ist einzelner Bananenklon.

Der Anbau verschiedener Bananensorten kann die Landwirtschaft nachhaltiger machen und den Krankheitsdruck auf eine einzelne Kultur verringern.Landwirte und Forscher können die Fusarium-Welke von Bananen bekämpfen, indem sie Bananensorten identifizieren oder entwickeln sind tolerant oder resistent zu TR4.Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine weitere Möglichkeit, Cavendish-Bananen zu schützen, darin besteht, wirksame Stickoxidfänger zu entwickeln, um den toxischen Druck des Gasstoßes zu reduzieren.

Man kann sich nur schwer vorstellen, wie ein Verbraucher, der einfach gerne Bananen isst, sich am Kampf gegen die Krankheit beteiligen könnte, die den Bananenanbau vernichtet.Allerdings bestimmen die Verbraucher den Markt und die Landwirte sind gezwungen, das anzubauen, was der Markt verlangt.

Sie können dazu beitragen, die Bananenvielfalt in Ihrem Supermarkt zu erhöhen, indem Sie bewusst eine oder mehrere davon ausprobieren Hunderte anderer existierender Bananensorten wenn sie dort auftauchen.Sie können auch lokale Sorten anderer Früchte und landwirtschaftlicher Produkte kaufen Helfen Sie dabei, die Pflanzenvielfalt zu bewahren und unterstützen Sie lokale Erzeuger.

Die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern, Landwirten, Industrie und Verbrauchern auf der ganzen Welt kann dazu beitragen, künftige Engpässe bei Bananen und anderen Nutzpflanzen zu vermeiden.