你水果碗里点缀着的鲜艳的香蕉正面临严重的麻烦。一种流行的香蕉品种正面临灭绝，原因是一种真菌病原体。这种名为镰刀菌枯萎病（FWB）的疾病会阻塞流向果实的养分，导致果实枯萎。在上世纪50年代，这种病原体曾摧毁了商业香蕉作物，并导致一个品种—— Gros Michel 香蕉——在功能上灭绝。
但这种色彩鲜艳的水果并非毫无希望。一项来自国际科学家团队的新研究已经找到了导致香蕉枯萎的微生物背后的分子机制，并为开发针对该病原体的新疗法和策略打开了大门。相关发现详细刊登在8月16日发表于《自然微生物学》杂志上的一项研究中。
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是什么在伤害香蕉？
作物歉收是由于一种名字很长的真菌病原体——尖孢镰刀菌 （Fusarium oxysporum f.sp. Cubense （Foc) 热带4号（TR4））。简称Foc TR4，这种真菌在上世纪50年代曾摧毁了多种香蕉作物，并导致一个完整的香蕉品种灭绝，但香蕉并非唯一面临风险的植物。
“作为一个菌种复合体，尖孢镰刀菌 可以感染100多种不同的植物宿主，”该研究的合著者、马萨诸塞大学阿默斯特分校分子生物学家李俊（Li-Jun Ma）告诉《Popular Science》。“
这种毒性的部分原因在于其基因组及其变化方式。根据Ma的说法，每个尖孢镰刀菌 基因组可以分为两部分——核心基因组和辅助基因组。核心基因组负责维持基因组运转的所有主要基本功能。而辅助基因组则可以因菌株不同而变化，并负责专业功能——包括感染特定植物的能力。
了解这种病原体及其基因组在分子层面的运作方式，是开发应对方法、防止更多香蕉品种灭绝的关键。
不是你祖父母的香蕉——也不是你祖父母的真菌
50多年前，这场真菌战争的首批受害者是 Gros Michel 香蕉。在很大程度上是为了应对香蕉枯萎病，卡文迪什品种被培育出来作为抗病替代品，并且是当今最受欢迎的商业香蕉品种。这在一段时间内是有效的，但到了20世纪90年代，又爆发了一次香蕉枯萎病，并从东南亚蔓延到中美洲。
Ma和她的团队花费了十年时间研究TR4的基因组如何作用于当前卡文迪什香蕉的枯萎病新爆发。令人惊讶的是，他们发现它实际上并非起源于在50年代摧毁作物的同一种病原体。
“我们现在知道，摧毁卡文迪什香蕉的病原体TR4并非从曾摧毁 Gros Michel 香蕉的那个品系进化而来，”Ma在随研究发布的新闻稿中说。“TR4的基因组包含一些与一氧化氮生成相关的辅助基因，这似乎是TR4毒性的关键因素。”
有害气体
在这项新研究中，Ma和来自美国、中国和南非机构的合著者对来自世界各地的36个不同的Foc菌株进行了测序和比较。这些菌株包括那些攻击 Gros Michel 香蕉的菌株。 测序结果显示，导致当前香蕉枯萎病爆发的Foc TR4。它还利用一些辅助基因用于两个目的，以入侵宿主。这些基因同时产生和解毒真菌一氧化氮。
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“正如预期的那样，我们在TR4基因组中发现了有助于其毒性的辅助序列，包括产生有害气体一氧化氮，从而促进宿主侵染，”Ma说。
该团队仍然不知道这种气体是如何具体促成卡文迪什香蕉的疾病侵染的。然而，他们能够确定，如果控制一氧化氮产生的两个基因被消除，Foc TR4的毒性会大大降低。
“确定这些辅助基因序列为我们应对、甚至控制Foc TR4传播提供了许多战略途径，”UMASS Amherst的博士后研究员、该研究的合著者Yong Zhang在一份声明中说。
“永远记得感谢农民”
在未来的研究中，该团队希望更好地理解真菌如何在不伤害自身的情况下产生如此有害的气体。他们希望测试各种方法来中断一氧化氮的产生，并探索可以在气体损坏植物细胞之前将其清除的基因。
重要的是，这类工作提高了人们对农业中单一种植和依赖单一物种的危险性的认识。
“种植任何作物的单一栽培品种，也称为单作农业生产，为病原体的发育提供了温床，”Ma说。“为了帮助提高市场上对不同香蕉品种的需求，我们可以有意地从货架上挑选不同品种的香蕉。我们可以通过本地购物来支持本地生产商。”
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这同时也是一个关于重视为我们餐桌上的食物提供食物的人们的时间和努力的重要性的教训。
“我们消费者应该认识到，香蕉或其他水果/蔬菜不是从超市里长出来的，”Ma说。“人们付出了巨大的努力，才将食物送到我们的餐桌上，满足我们的身体需求。当你看到一位身上沾满泥土的农民时，永远记得感谢他/她。”
