香蕉是非常重要的作物。全球每年种植约1.45亿吨香蕉。在一些地区,香蕉是主要食物;在东非高原,人们一天要吃好几根香蕉。在这些地区,每人每年的香蕉消费量高达400磅。
然而,香蕉正受到多种疾病的威胁,并且随着气候变化助长病原体传播,香蕉可能面临更大的风险。全球的香蕉种植园正遭受一种致命真菌的侵袭,一种细菌性疾病也正在摧毁东非的香蕉种植。这些最令人担忧的疾病会导致被感染的香蕉植株枯萎死亡。
研究人员担心这些水果面临严重困境。但请不要惊慌——香蕉远未到绝望的地步。科学家们正在研究遏制这些瘟疫的方法,并培育出更有生存机会的新品种。“并非完全没有希望,”位于法国蒙彼利埃的国际生物多样性国际组织(Bioversity International)的农业科学家查尔斯·斯塔弗(Charles Staver)说。
一场接一场的瘟疫
全球超市里最常见的香蕉品种是卡文迪许(Cavendish)。许多人认为它比我们过去吃的戈尔·米歇尔(Gros Michel)品种味道更淡、没那么好吃。不幸的是,这种多汁的香蕉在20世纪中叶被一种叫做巴拿马病(Panama disease)的疾病摧毁了大部分(尽管至今仍有少量在当地种植)。
卡文迪许品种目前占香蕉出口的99%,之所以能爬到这个位置,是因为它对引起巴拿马病的真菌具有抗性。但世界上还有许多其他种类的香蕉,包括那些不能生吃的烹饪用香蕉。斯塔弗说,在乌干达、坦桑尼亚、卢旺达、布隆迪和刚果东部的一些地区,人们种植着在别处找不到的香蕉。
不幸的是,一种新的、剧毒的巴拿马病真菌菌株正在蔓延。卡文迪许香蕉对此非常脆弱;科学家们尚不确定有多少其他品种也容易感染。这种被称为“热带 race 4”的病害是全球香蕉面临的最严峻威胁。
这种由尖孢镰刀菌(Fusarium)引起的疾病于1967年首次在台湾发现。然而,近年来,它传播得非常快。斯塔弗说,这种真菌席卷了亚洲和非洲,对中国香蕉产业造成了毁灭性影响。澳大利亚有非常严格的检疫程序,但该病害也出现在那里的一些农场。
这种真菌通过感染香蕉植株的根部,然后向上通过输导组织(负责输送水分和养分的组织)入侵植株。当输导组织被堵塞时,植株就会枯萎死亡。镰刀菌也很狡猾——孢子可以在土壤中潜伏数十年,等待感染新的香蕉植株。研究人员预测,如果不受控制,“热带 race 4”可能导致每年种植的80%的香蕉死亡。
尽管“热带 race 4”具有很强的破坏性,但它并非唯一一种威胁香蕉的疾病。香蕉黄单胞病(Banana Xanthomonas wilt),一种致命的细菌感染,会导致香蕉腐烂,并在植株死亡时渗出“奶油状至浅黄色的细菌粘液”。与镰刀菌一样,这种细菌也会堵塞植株的维管组织,使其无法获得养分。这种细菌性枯萎病在埃塞俄比亚被控制住,直到2001年,但现在已经蔓延到东非,对乌干达和刚果民主共和国的打击尤其严重。
世界上约有三分之一的香蕉产自非洲,其中约40%来自东非。在这些国家,大多数水果由小农户种植,细菌性枯萎病是最紧迫的问题。细菌通过昆虫和受感染的工具传播,比真菌传播得更快。据研究人员所知,细菌性枯萎病可以感染——并且必然会导致——所有品种的香蕉死亡。
“一旦田里的一株植物被感染,几个月之内整个田地就会被毁掉,”位于肯尼亚内罗毕的热带农业国际研究所(International Institute of Tropical Agriculture)的植物生物技术专家莉娜·特里帕西(Leena Tripathi)说。“这让数百万依赖香蕉为生的农民的生活变得惨淡。”
另一种危险是香蕉束顶病毒(banana bunchy top virus),它通过受感染的种植材料以及吸食香蕉植株的蚜虫传播。这种病毒在非洲和亚洲的部分地区很常见。这种疾病也影响所有种类的香蕉,但有些品种比其他品种更能抵抗。它会导致叶片发育不良,呈“簇状”。
香蕉束顶病毒已经存在了几十年,但直到最近我们才看到更严重的损失,并认识到它带来的威胁有多大;斯塔弗说,它似乎正在加速传播。这尤其令人担忧,尤其是在刚果盆地。在这个地区,农民可能会失去香蕉作物,不得不转向种植木薯等其他作物。“他们不会饿死,但会失去饮食的重要组成部分,”他说。
在中非部分地区,农场可能因束顶病毒而遭受重创,而且缺乏研究组织和其他服务的支持来帮助他们应对。“村庄最终会没有香蕉,”斯塔弗说。“他们没有任何来自外界的支持,没有人关注。”
另一种主要的疾病是黑星病(black sigatoka),这是一种影响叶片的真菌病,在各地都有发现。香蕉还受到线虫和象甲等害虫的侵扰。气候变化预计也会对香蕉产生影响。
好消息是,至少在最后一种威胁方面,香蕉相当坚韧;我们在世界各地的亚热带和热带地区种植香蕉,从南非到土耳其。如果气温升高,香蕉应该仍然能够茁壮成长。但斯塔弗说,随着极端事件(如风暴和干旱)变得更加频繁,个体种植园可能会遭受重创。特里帕西解释说,气温升高可能会促使一些感染香蕉的病原体更具侵略性地生长,因此疾病可能会传播得更快。
香蕉的希望
但香蕉迎来了一些令人欣慰的消息:巴拿马病的新菌株尚未抵达拉丁美洲。台湾的科学家已经成功培育出对这种疾病具有一定抵抗力的卡文迪许香蕉,它们在有真菌的情况下仍能继续产果。斯塔弗说,这些栽培品种已在菲律宾商业化种植。
我们还可以筛选香蕉上天然生长的细菌和真菌,找出能够保护植株免受感染的菌株。然后,我们可以为香蕉植株提供更多这些有益的微生物。这在过去对草莓和番茄是有效的;这些微生物是商业上可获得的。斯塔弗说,研究人员也发现了一些有希望的香蕉细菌,但这项工作还处于非常初步的阶段。
其他研究人员正在改造香蕉,使其能够抵御这些致命的病害,尽管这项技术也只处于测试的初级阶段。特里帕西和她的同事们正在对香蕉进行基因工程改造,使其能够抵抗细菌性枯萎病和线虫。由于所有品种的香蕉都容易感染细菌性枯萎病,因此无法通过传统育种来培育抗病品种。他们已经在甜椒中发现了两个与抗病性相关的基因。它们会增强植物用于抵抗疾病的所谓“超敏反应”。当植物检测到病原体时,它会杀死接触到病菌的自身细胞。这些死细胞形成的物理屏障会阻止病原体进一步在植物中传播。特里帕西说,该团队已经在乌干达的隔离田地里测试了携带辣椒基因的香蕉,发现它们对细菌性枯萎病完全具有抵抗力。这些植株甚至没有出现任何疾病症状。如果这些香蕉是普通的、未经编辑的植株,它们都会死亡。
在与“Sukali Ndiizi”和“Nakinyika”这两个香蕉品种合作后,科学家们现在正在努力将这项技术转移到卡文迪许和其他香蕉品种上。未来,他们计划培育携带两种有益辣椒基因的香蕉。他们的目标是培育出小农户可以种植的香蕉,这些香蕉的价格与非转基因香蕉相同,外观和口味也相同。他们希望在2022年前将转基因水果推向市场。
与此同时,也有一些方法可以帮助限制疾病的传播,例如在香蕉植株的早期发育阶段摘除吸引携带病菌昆虫的雄花。农民还可以在田间使用工具之间进行清洁,并使用干净的种植材料。特里帕西说,引起细菌性枯萎病的病菌在土壤中存活不了太久,因此一些农民已经能够重新种植他们的作物。
另一个激进的选择是再次更换我们依赖的香蕉品种,从卡文迪许转向新的栽培品种。但斯塔弗说,我们还没有到需要担心这一点的时候。我们不会因为这些疾病而失去我们的香蕉,甚至连易受威胁的卡文迪许香蕉都不会。“这是一个巨大的威胁,但并非迫在眉睫,”他说。“未来几年香蕉在超市的价格很可能会上涨吗?大概不会。”
斯塔弗指出,“热带 race 4”已经在台湾存在了几十年,但那里仍然种植卡文迪许香蕉,尽管数量比这种新菌株出现前有所减少。因此,香蕉正面临必须解决的非常严峻的威胁,尤其是小农户的农作物面临被摧毁的危险。但香蕉并没有注定要灭亡,也不会从地球上消失。“哦,我不相信那一套,我不相信香蕉会灭绝,”特里帕西说。“那永远不会发生。”