Генетики приблизились к решению проблемы TR4 — панамской болезни, из-за которой пищевые бананы находятся под угрозой исчезновения.
Панамская болезнь, или Tropical Race 4 (TR4), вызываемая грибком Fusarium oxysporum, представляет собой серьезную угрозу для банановых плантаций. Это заболевание приводит к увяданию растений и может привести к значительным убыткам в банановой индустрии.
Заражение грибком запускает механизм защиты растения, вызывая выделение геля, после чего в сосудах растения блокируется движение воды и питательных веществ. Листья банана начинают желтеть и вянуть, а древесина меняет цвет. Пораженное растение спасти уже невозможно.
Как панамская болезнь погубила бананы в ХХ веке
Считается, что панамская болезнь впервые появилась в Юго-Восточной Азии во второй половине XIX века, но известность получила, когда в начале ХХ века поразила множество плантаций в Панаме и Коста-Рике. К 1950-м годам она распространилась практически на все регионы, в которых выращивают бананы.
На то время практически повсеместно выращивался сорт Гро-Мишель. Он был основной экспортной культурой многих государств, но был полностью уничтожен грибком. Ему на смену пришел самый распространенный сейчас сорт Кавендиш, на тот момент устойчивый к грибку.
Никогда не замечали, что у бананов нет косточек? У диких они есть, причем довольно большие и твердые. Селекционеры избавили от них культурные сорта, которые теперь размножаются бесполым путем, а конкретнее — отводками корневищ. Это приводит к тому, что бананы не обмениваются генами, а значит, болезнетворным организмам довольно легко за несколько десятилетий найти их «слабую сторону». Растения в свою очередь не приспосабливаются к вредителям.
Кроме того, на корневищах симптомы заболевания незаметны, даже если растение заражено. Из-за этого больные саженцы переносятся на новые плантации, заражая их. Но кроме того грибок переносится через воду и сельхозинструменты.
Проблема вернулась
После гибели сорта Гро-Мишель в течение нескольких лет 90 % банановых плантаций перешли на устойчивый к TR4 сорт Кавендиш. Он и сейчас составляет основу мирового употребления этого фрукта. Однако в конце концов его настигла та же беда, что и Гро-Мишель: генетическая бедность позволила грибку-возбудителю приспособиться к Кавендишу и начать его заражать.
В 2019 году болезнь зафиксировали в Колумбии и Гондурасе, где банановые плантации очень быстро опустели. Это нанесло большой удар экономике: на зараженных почвах нельзя выращивать бананы в течение нескольких десятилетий, поскольку споры грибка сохраняются в земле.
Ученые работают над первопричиной проблемы — отсутствием генетического разнообразия. Биологи используют методы генетической модификации, чтобы сделать бананы невосприимчивыми к возбудителю.
В новой статье ученые проанализировали 36 штаммов грибка со всего мира. Они обнаружили, что нынешний штамм активирует гены для производства оксида азота. Благодаря этому веществу микроорганизм проникает в хозяина. Деактивация гена сильно снизит способность физариума заражать бананы. Но методы для этого еще предстоит разработать.
К сожалению, новое открытие не спасет бананы раз и навсегда. Генетическое однообразие неизбежно приведет к тому, что в будущем появится новый возбудитель, к которому будут восприимчивы все бананы на планете. Решение проблемы лишь одно — перейти от моносортового производства к выращиванию различных сортов. Тем более что сейчас известно более 500 сортов бананов. Да, некоторые из них будут меньше по размеру или менее сладкие, но это небольшая цена за спасение ценной пищевой культуры для жителей многих стран мира.
