世界的香蕉供应危机:镰刀菌严重威胁香蕉种植业

发布者:bpadmin
发布时间:2019-09-16 21:36
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你今天可能已经以某种方式、形状或食用形式拥有了它。香蕉是世界上最受欢迎的水果,几乎在我们所有的生活中都是不可缺少的。然而,可怕的是,我们可能很快就会生活在一个没有香蕉的世界里。

一种名为镰刀菌(Fusarium)的真菌正威胁着要摧毁世界上的香蕉供应。它已经登陆在主要香蕉出口国哥伦比亚,导致当局于8月8日宣布进入紧急状态。这促使数千名农民匆忙隔离自己的种植园,摧毁香蕉作物,以遏制这种真菌的快速传播。让行业处于紧张状态的原因是,镰刀菌可能正在悄悄进入邻国厄瓜多尔,世界上最大的香蕉出口国,实际上危及这种世界上最受欢迎的黄色水果供应的三分之一。

香蕉的重要性:

2016年全球香蕉产业创收80亿美元;
全球每年人们消费超过1000亿根香蕉;
占某些社区每日卡路里摄入量的25%。

(资料来源:联合国粮食及农业组织)

除了给价值80亿美元的全球香蕉产业造成重创外,这种真菌的进一步蔓延可能会给南美种植香蕉为主的数千农民带来灾难性的后果。他们可能被迫种植其他作物,因为镰刀菌的孢子可以在土壤中保持休眠状态和传染性长达20年。

“镰刀菌热带菌种4型在一个地区的蔓延导致香蕉种植经济活动的丧失,损害了种植者以及当地和国家的经济,”Bioverity International香蕉生产研究协调员查尔斯·斯塔弗 (Charles Staver)在接受采访时说。香蕉的缺失会给数百万人的饮食带来冲击波。据联合国粮农组织(FAO)称,形状各异的香蕉品种,占菲律宾、巴西、卢旺达和乌干达一些社区每日卡路里摄入量的25%左右。


尽管一些研究人员还没有将此次疫情称为天启,但斯塔弗称其为“极其严重的长期威胁,将在未来几十年内蔓延,并有可能对当前的香蕉生产造成重大混乱“。在英国的Rothamsted Research,分子植物病理学家金·哈蒙德-科萨克 (Kim Hammond-Kosack)博士说她的预见是“悲观的”,因为“目前没有完全有效的控制方案”。

总部位于英国的初创公司Tropic Biosciences则不同意媒体对疫情的虚无主义语气。Tropic Biosciences表示,如果香蕉种植真的完结了,那么镰刀菌就是“棺材上的最后一颗钉子”。该公司首席执行官吉拉德·格尔森表示,香蕉种植者最近面临着“极具挑战性的情况”,例如全球变暖和产地疾病种类数量,比如亚洲、东南亚和大洋洲流行的束状病毒,以及正在肆虐中非香蕉种植区的香蕉青枯病等。

“只需要几年时间,这种镰刀菌的爆发就会蔓延到整个拉丁美洲。糟糕的是,这个地区非常重要,因为全球超过80%的香蕉出口都来自这里。”Tropic Biosciences公司目前正在使用基因编辑技术来创造一种类型的香蕉,有一天,这种香蕉可能会成功地抵抗镰刀菌。

什么是镰刀菌(巴拿马病)?

在人类与自然之间为了消灭彼此而进行的持续不断的争斗中,已经出现了许多经典案例。在大多数流行病中,镰刀菌也没有什么不同。在20世纪50年代,它首先在巴拿马被诊断出来(以地名命名),导致了世界范围内的香蕉短缺。它遍布种植园,向北穿过哥斯达黎加到危地马拉,向南进入哥伦比亚和厄瓜多尔,导致一种名为大麦克(Gros Michel)的香蕉物种灭绝。

像多尔(Dole)这样的大型香蕉种植商找到了反击的方法,重组了整个香蕉帝国,改为种植卡文迪什(Cavendish)香蕉,事实证明,卡文迪什香蕉对镰刀菌更具抵抗力。快进到今天,99%的出口香蕉品种都是卡文迪什。它也占了全世界种植的香蕉的近一半。

什么是镰刀菌热带菌种4型(TR4)?

一种通过窒息香蕉维管系统杀死香蕉植物的真菌;
没有已知的被证明有效的治愈方法,也没有杀菌剂或生物防治措施;
孢子在土壤中可存留了几十年,如果不消灭所有受感染的植物,就不可能抑制孢子的生长。

(资料来源:联合国粮食及农业组织 )

在命运的残酷转折中,镰刀菌再次抬起它丑陋的头。根据粮农组织关于这种真菌的页面,这种被称为热带小种4(TR4)的新菌株会影响卡文迪什香蕉,通过根部感染其维管系统,通过切断其水分和养分供应而导致缓慢死亡。

热带小种4的检测则十分复杂,受感染的香蕉看起来完全健康,直到植物四个月大,才开始出现变色和枯萎的迹象(也称,镰刀菌枯锈病)。由于不提前表现出任何症状,这增加了确定镰刀菌TR4的感染难度。

镰刀菌TR4的传播时间轴

1989:首次在台湾、马来西亚和印度尼西亚的土壤样本中鉴定发现,然后传播到中国;
2013年:在中东和非洲发现;
2015年3月3日:澳大利亚昆士兰州发现;
2019年8月8日:哥伦比亚宣布全国进入紧急状态;

(资料来源:联合国粮食及农业组织 )

新菌株TR4已经存在了30年,1989年首次出现在台湾的土壤中,随后传播到马来西亚、印度尼西亚和中国大陆。东亚和东南亚的农民通过不断地将作物夷为平地并重新种植,在很大程度上遏制了这种情况。2013年,它出现在中东的土壤样本中。2015年,在澳大利亚昆士兰州的一个农场首次发现了TR4,该农场于3月31日立即关闭。两年后,该病毒再次在同一地区被发现,促使昆士兰州生物安全部门实施检疫隔离。但事实证明,这些包罗万象的措施,导致当局得出结论,根除这种新菌株TR4是不可能的。

诸如摧毁或焚烧香蕉树这样的权宜之计已被证明在遏制真菌的传播方面是无效的。斯塔弗表示,这种真菌的孢子是“长寿的,能在土壤中存活几十年”,而且“极其难以检测”。孢子灭活也被证明是繁琐的,因为它们的传播速度往往超过所使用的预防措施的程度。

“生物安全措施必须针对受污染土壤和受感染植物材料的传播。土壤附着在鞋子、车辆轮胎、动物的脚或鼻子以及几乎任何与感染区域接触的设备或材料上,”斯塔弗说。“土壤也可以在陆地流、灌溉排水和洪水中从受污染的田地排出的水中移动。感染TR4的香蕉植物也是该疾病以香蕉球茎或茎、种植材料,甚至是含病株的堆肥。”迄今为止,没有已知的杀菌剂或生防措施被证明对TR4有效。

那么,科技如何帮助保证全球数十亿人每天都能买得起的卡文迪什香蕉的传统呢?


技术人员如何阻止镰刀菌TR4? 

已经发现有香蕉品种可以抵抗这种致命的真菌了。昆士兰科技大学的研究人员已经从香蕉植物中分离出了这种基因,并将其植入我们日常生活中的卡文迪什香蕉,但这使得新植物成为转基因生物(GMO),即使这两种“亲本植物”属于同一属。这种抗TR4的转基因香蕉不能商业化,因为现有法律禁止从澳大利亚在欧洲进口转基因生物,因为担心它的引入可能会潜在地损害现有的生态系统。最重要的是,我们不知道添加基因是否会改变新物种香蕉的味道或产量,从而影响其销售和栽培的生存能力。

然而,Tropic Biosciences则表示,它相信它的非转基因香蕉在大多数国家和区域不会被认为是转基因的。其GEiGS(基因编辑诱导基因沉默技术)建立在现有CRISPR(集群定期间隔短回文重复)技术的基础上,将重定向香蕉中RNAi基因的沉默功能,以直接“关闭”镰刀菌中的基因。

有了GEiGS,在三个月内,就可以知道哪些真菌基因是确切的目标,而在其他研究中需要五到七年的时间。不针对香蕉蛋白质编码基因,因此这意味着不会对香蕉产生有害影响,例如删除可能影响香蕉产量或口味的蛋白质编码基因。Tropic Biosciences解释说:“我们有信心这个方法会奏效,将用我们的技术征服TR4。”预计在“不到五年的时间内”就会有一种抗TR4的卡文迪什香蕉品种,而且Tropic Biosciences的目标是在明年开始新品种的田间试验。

哈蒙德-科萨克的研究则是使用基因编辑来对付对手。她在Rothamsted Research的团队致力于使孢子细胞中的基因“沉默”,因为·这些基因下达感染香蕉植物的指令。尽管她的技术专注于谷物中的感染,但也能用于香蕉植物。她的研究主要旨在改善全球粮食安全。

“宿主诱导的基因沉默(HIGS)是在植物感染过程开始时解除真菌武装的一种有前途的新方法。它可以在每个入侵的细胞中起作用,使引起感染所需的镰刀菌基因沉默,”她说。至于更具成本效益、经过验证的根除真菌孢子的方法,她的建议是“完全掩埋镰刀菌感染”的材料,以阻止病原体的有性阶段。

然而,斯塔弗建议是,改善土壤健康可能是有用的办法。这包括有机质,地面覆盖和有益微生物的应用,尽管后者仍在研究阶段。“某些植物可以抑制土壤中的TR4,这表明了一条研究路线,以开发抑制孢子萌发的物质,”他补充说。

历史会重演吗?

我们谈论的是转移整个供应链,某个香蕉物种在所有大陆都被根除。问题是,这一次,种植者还没有找到一个合适的品种,可以立即取代卡文迪什香蕉。

在镰刀菌TR4爆发的原点,台湾香蕉研究所培育出部分抗病的品种,通过大量选育,挑选出未受真菌感染的植物,但是斯塔弗质疑这个解决方案的可行性。“这些相同的品种在其他地区表现不佳。此外,育种也是一个较长的周期,”他质疑这些抗TR4香蕉的长期抵抗力是否能站得住脚。

Tropic Biosciences的格尔森也对向引入新品种香蕉的功效表示怀疑,因为他说卡文迪什香蕉是世界上几乎大多数人已经习惯的香蕉。他还称其为该行业的“完美香蕉”。“卡文迪什有许多不同的积极属性。它适合长距离物流,人们喜欢它的味道,它很甜。即使它对镰刀菌TR4没有抵抗力,它对其他疾病也有抵抗力。我们也许可以使用其他香蕉,但它们可能不适合长距离运输,不甜,对其他疾病抵抗力也很弱,“他说。

世界上最大的香蕉公司Dole和Fyffes,以及主要出口国的食品安全部门,包括台湾香蕉研究所,就卡文迪什株系对TR4的抗性发表了评论。请继续关注更新。 



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文章来源: agfundernews
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