Банановый апокалипсис: грибок уничтожает бананы по всему миру

Знаете ли вы, что бананы, которые мы покупаем сегодня, – это не те бананы, что весь мир ел несколько поколений назад? Современный банан относится к сорту Кавендиш, а тот, что продавался в продуктовых магазинах до 1950-х годов, был сортом Гро-Мишель. Он уничтожен болезнью, которая называется фузариозное увядание бананов (FWB).

Ли-Джун Ма, профессорка биохимии и молекулярной биологии Массачусетского университета в Амхерсте, США, пояснила, что FWB Гро-Мишель был вызван первой расой Fusarium oxysporum – грибковым патогеном, поражающим бананы. Эта инфекция убивает растение, занимая его сосудистую систему и блокируя транспортировку воды и минералов.

Биологи растений разработали устойчивый к фузариозу сорт Кавендиш, чтобы заменить Гро-Мишель. Однако за последние несколько десятилетий всплеск FWB, вызванный другим штаммом того же грибка, называемым тропической расой четыре или TR4, снова угрожает мировому производству бананов. Почему он приобрел способность преодолевать устойчивость и заражать многие растения?

Геномистка провела последние десять лет, изучая генетическую эволюцию Fusarium oxysporum. Как комплекс видов он может вызывать увядание и корневую гниль у более чем 120 видов растений. Некоторые штаммы также могут заражать людей. В 2010 году в лаборатории Ли-Джун Ма было обнаружено, что каждый геном F. oxysporum можно разделить на две части: основной геном, общий для всех штаммов, который кодирует основные функции; и вспомогательный геном, варьирующийся от штамма к штамму, который кодирует специализированные функции вроде способности заражать определенное растение-хозяина.

Каждый вид растений имеет сложный иммунный ответ для защиты от микробного вторжения. Чтобы установить инфекцию, каждый штамм F. oxysporum использует свой вспомогательный геном для подавления уникальной системы защиты растения. Именно эта функциональная компартментализация позволяет F. oxysporum значительно расширить диапазон хозяев.

В недавно опубликованном исследовании команды ученой и коллег из Китая и Южной Африки говорится, что штамм TR4, убивающий бананы сорта Кавендиш, имеет иное эволюционное происхождение и иные последовательности в своем дополнительном геноме при сравнении со штаммом, убившим бананы сорта Гро-Мишель.

Рассматривая интерфейс, где штамм TR4 борется со своим хозяином бананом Кавендиш, исследователи обнаружили, что некоторые из его активированных дополнительных генов выделяют оксид азота – газ, вредный для банана Кавендиш. Этот внезапный токсичный выброс облегчает заражение, обезвреживая защитную систему растения. В это же время грибок защищает себя, увеличивая производство химических веществ, которые детоксифицируют оксид азота.

Отслеживая глобальное распространение этой новой версии Fusarium oxysporum, ученые поняли, что основной причиной недавнего возрождения грибковой инфекции является доминирование в международной банановой индустрии одного клона банана. Выращивание различных сортов может сделать сельское хозяйство более устойчивым и снизить давление болезней на одну культуру. Фермеры и исследователи могут контролировать фузариозное увядание бананов, выявляя или разрабатывая сорта бананов, которые являются толерантными или устойчивыми к TR4. Еще одним способом защиты бананов Кавендиш может стать разработка эффективных поглотителей оксида азота для снижения токсичного давления газа.

Потребитель, который просто любит есть бананы, может участвовать в борьбе с болезнью, уничтожающей культуры. Именно он определяет спрос, а фермеры вынуждены выращивать то, что требует рынок. Покупатель может помочь увеличить разнообразие бананов в супермаркете, намеренно пробуя один или несколько из сотен других существующих сортов бананов, если они там появляются.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.