加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校和荷蘭的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一組三種密切相關(guān)的真菌病原體如何演變成對(duì)世界香蕉的致命威脅，同時(shí)由瓦赫寧根大學(xué)(大學(xué)和研究中心)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際財(cái)團(tuán))已經(jīng)揭開(kāi)了導(dǎo)致香蕉中黑色Sigatoka病的真菌的DNA。該研究結(jié)果為提高香蕉種植的可持續(xù)性提供了線索，例如通過(guò)開(kāi)發(fā)抗性香蕉植物。這兩項(xiàng)研究均于8月11日在PLOS Genetics上發(fā)表。

Sigatoka真菌群

Sigatoka病復(fù)合體是三個(gè)密切相關(guān)的真菌 - 黃色sigatoka(Pseudocercospora musae)，eumusae葉斑病(Pseudocercospora eumusae)和黑sigatoka(Pseudocercospora fijiensis)的群集 - 在上個(gè)世紀(jì)迅速連續(xù)出現(xiàn)作為香蕉上的破壞性病原體。

黃色sigatoka是香蕉中記錄的三個(gè)中的第一個(gè)，盡管eumusae葉斑和黑sigatoka現(xiàn)在是最具破壞性的，黑色sigatoka是全世界香蕉生產(chǎn)的最大限制因素。黑sigatoka是空氣傳播的，影響小型和大型種植園的香蕉植物的葉子，沒(méi)有化學(xué)控制它會(huì)導(dǎo)致巨大的產(chǎn)量損失。該疾病還會(huì)降低果實(shí)的質(zhì)量，導(dǎo)致果實(shí)過(guò)早成熟?？ㄎ牡鲜蚕憬妒鞘澜缟献畛７N植的香蕉品種，特別容易受到黑色Sigatoka真菌的影響。因?yàn)榭ㄎ牡鲜蚕憬吨参镌谶z傳上是均勻的，所以能夠殺死一種植物的疾病可以殺死它們。

DNA序列為疾病控制提供了可能性

瓦赫寧根大學(xué)熱帶植物病理學(xué)教授Gert Kema和香蕉專(zhuān)家解釋說(shuō)：“Black Sigatoka在世界范圍內(nèi)具有巨大的社會(huì)，生態(tài)和經(jīng)濟(jì)影響。由于Pseudocercospora真菌DNA的測(cè)序，我們現(xiàn)在對(duì)這種相互作用有了更深入的了解。真菌與香蕉植物之間的關(guān)系。這為我們提供了提高香蕉種植可持續(xù)性的線索，使其更好地適應(yīng)環(huán)境，當(dāng)?shù)厝丝诤徒?jīng)濟(jì)。例如，這些見(jiàn)解為我們提供了發(fā)展香蕉植物的機(jī)會(huì)。適合生產(chǎn)和出口，也能抵抗黑色Sigatoka。“

對(duì)黑色Sigatoka真菌的DNA的這種新的理解也提供了新的信息，這些信息對(duì)于開(kāi)發(fā)更有效且有希望的環(huán)境不太友好的作物保護(hù)產(chǎn)品是有用的。這可以減少殺菌劑噴灑的量，這反過(guò)來(lái)會(huì)改善在種植園工作的人和生活在周?chē)h(huán)境中的人的生活質(zhì)量。

香蕉和疾病的威脅

香蕉是世界領(lǐng)先的水果作物，在全球主食中排名第四，每年在亞熱帶和熱帶地區(qū)生產(chǎn)1.4億噸香蕉。然而，香蕉容易產(chǎn)生許多可嚴(yán)重減少產(chǎn)量的疾病，對(duì)全球糧食安全構(gòu)成威脅。

加州大學(xué)戴維斯分校植物病理學(xué)家Ioannis Stergiopoulos說(shuō)，這種水果也會(huì)受到“形象問(wèn)題”的影響，讓消費(fèi)者看到它的外觀并且隨時(shí)都可以使用。事實(shí)上，全球香蕉產(chǎn)業(yè)可能在短短五到十年內(nèi)被快速發(fā)展的真菌疾病所摧毀。如果不加以控制，Sigatoka疾病綜合癥已經(jīng)使香蕉產(chǎn)量減少了50-70%。

管理這種疾病需要每年超過(guò)50次使用殺真菌劑，這對(duì)小農(nóng)來(lái)說(shuō)非常昂貴，因此小農(nóng)會(huì)受到這種疾病的支配。

探索基因組的解決方案

“我們發(fā)現(xiàn)這兩種更具破壞性的病原體在其核心代謝途徑中具有平行變化的模式，使它們能夠更有效地利用香蕉中可利用的營(yíng)養(yǎng)資源，”Stergiopoulos說(shuō)道，他與生物信息學(xué)家Ti-Cheng Chang一起領(lǐng)導(dǎo)了努力測(cè)序和分析eumusae葉斑病和黃sigatoka的真菌基因組，比較他們的發(fā)現(xiàn)與先前測(cè)序的黑sigatoka基因組序列。

他們發(fā)現(xiàn)，eumusae葉斑病和黑sigatoka對(duì)香蕉植物變得更致命，不僅通過(guò)關(guān)閉植物的免疫系統(tǒng)，而且通過(guò)調(diào)整其新陳代謝以更好地匹配寄主植物，使他們能夠更有效地獲取和吸收來(lái)自香蕉植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。主辦。

“現(xiàn)在，我們第一次了解這些真菌疾病中毒力進(jìn)化的基因組基礎(chǔ)，從而為我們提供了干預(yù)的機(jī)會(huì)，”Stergiopoulos說(shuō)。