Банановый апокалипсис, часть 2 – специалист по геномике объясняет сложную генетику грибка, уничтожающего бананы по всему миру.

Знаете ли вы, что бананы, которые вы едите сегодня, не тот тип как те, которые люди ели несколько поколений назад?Банан, который вы могли бы съесть сегодня на завтрак, — это сорт под названием «Кавендишский банан», а в продуктовых магазинах до 1950-х годов продавался сорт под названием «Грос Мишель», который был уничтожен болезнью под названием «Фузариозное увядание банана». или ФВБ.

FWB Гро-Мишель был вызван Фузариум оксиспорум гонка 1, грибковый патоген, поражающий бананы.Эта грибковая инфекция убивает растение, захватывая его сосудистую систему, блокируя транспортировку воды и минералов.

Биологи растений разработали ФузариозУстойчивый сорт Кавендиш на замену Гро-Мишель.Тем не менее, за последние несколько десятилетий произошло возрождение FWB, вызванное другим штаммом того же гриба, называемым тропическая гонка 4 или TR4, снова угрожает мировому производству бананов.

Как это произошло Фузариум оксиспорум обрести способность преодолевать сопротивление и заражать столько разных растений?

Двухчастный геном Ф.оксиспорум

Я геномист который провел последнее десятилетие, изучая генетическая эволюция Фузариум оксиспорум.Как видовой комплекс, Ф.оксиспорум может вызвать увядание и корневые гнили в более 120 видов растений.Некоторые штаммы также могут заражать людей.

В 2010 году моя лаборатория обнаружил, что каждый Ф.оксиспорум геном может быть разделен на две части:основной геном, общий для всех штаммов, который кодирует основные функции домашнего хозяйства, и дополнительный геном, варьирующийся от штамма к штамму, который кодирует специализированные функции, такие как способность заражать определенное растение-хозяин.

Каждый вид растений имеет сложный иммунный ответ для защиты от микробного вторжения.Поэтому для установления инфекции каждый Ф.оксиспорум Штамм использует свой дополнительный геном для подавления уникальной защитной системы растения.Такое функциональное разделение позволяет Ф.оксиспорум чтобы значительно расширить круг своих хозяев.

В нашем недавно опубликованном исследовании моя команда и коллеги из Китая и Южной Африки обнаружили, что штамм TR4, убивающий бананы Кавендиш, обладает разное эволюционное происхождение и другие последовательности в его дополнительном геноме по сравнению со штаммом, убившим бананы Гро-Мишель.

Глядя на интерфейс, где штамм TR4 сражается со своим банановым хозяином Кавендиш, мы обнаружили, что некоторые из его активированных дополнительных генов выделять оксид азота, газ, вредный для банана Кавендиш.Этот внезапный выброс токсичных газов облегчает заражение, обезоруживая защитную систему растения.В то же время гриб защищает себя, увеличивая выработку химических веществ, обезвреживающих оксид азота.

Увеличение разнообразия бананов

Отслеживая глобальное распространение этой новой версии Фузариум оксиспорум, мы поняли, что основной причиной недавнего возрождения этой грибковой инфекции является доминирование в международной банановой индустрии единственный клон банана.

Выращивание различных сортов бананов может сделать сельское хозяйство более устойчивым и снизить воздействие болезней на одну культуру.Фермеры и исследователи могут контролировать фузариозное увядание бананов, выявляя или создавая сорта бананов, которые терпимы или устойчивый до ТР4.Наши результаты показывают, что еще одним способом защиты бананов Кавендиш могла бы стать разработка эффективных поглотителей оксида азота, позволяющих снизить токсичное давление газового взрыва.

Трудно представить, как потребитель, который просто любит есть бананы, может участвовать в борьбе с болезнью, уничтожающей банановые посевы.Однако рынок определяют потребители, а фермеры вынуждены выращивать то, что требует рынок.

Вы можете помочь увеличить разнообразие бананов в своем супермаркете, намеренно пробуя один или несколько бананов другого сорта. сотни других существующих сортов бананов когда они там появятся.Вы также можете купить местные сорта других фруктов и сельскохозяйственной продукции, чтобы помочь сохранить разнообразие растений и поддерживать местных производителей.

Сотрудничество между учеными, фермерами, промышленностью и потребителями во всем мире может помочь избежать будущего дефицита бананов и других культур.