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我们吃的香蕉可能要灭绝了

2020-05-21金铃儿玉琳

奥秘(创新大赛) 2020年2期
关键词:麦克真菌转基因

●金铃儿 玉琳 编

关于香蕉危机的新闻,时常出现在我们的视野中,这听起来有点难以置信。事实却是:虽然现在我们还可以很容易地以相对便宜的价格买到香蕉,但未来就不好说了。这个星球上第二多的水果正在面临灭绝。

香蕉已经几乎灭绝过一次了

香蕉是已知的最古老的栽培植物之一,但走出热带却是很晚的事情。曾经的香蕉外观奇怪,里面有籽,只能在特定的热带气候下生长。许多年里,香蕉是一种极不可靠的商品,因为它的成熟期太短了;要是在海上遇到风浪或者火车晚点,早期的香蕉销售员打开的就只能是一箱箱无法出售的腐烂水果。

随着运输和冷藏技术的进步,香蕉进入市场的时间缩短了,它的受欢迎程度也随之上升,商家巧妙地把它包装成超市里的主食、可供全家人分享的水果。

然而,20世纪初的人们吃的香蕉并不是我们今天所知的香蕉。

世界上有几百种可食用的香蕉,但是为了标准化生产,香蕉公司只选择了一种香蕉:大麦克,比起现在流行的香芽蕉(又名“华蕉”),大麦克更大、更香、更甜,而且皮更厚、更耐存储和运输。但是,1950年一场几乎席卷全球香蕉种植园的“香蕉黄叶病”,摧毁了当时全世界的香蕉贸易和大麦克香蕉。

树上的华蕉

摧毁大麦克的病原体主要是一种名为“尖孢镰刀菌(TR1型)”的真菌。这种真菌能在土壤中存活数年,能侵入香蕉植株根部,之后产生多种毒素,改变细胞内环境,致使整个植物体枯

萎。这种真菌生存能力强、侵染植物能力强、传播能力也很强。目前为止,人类尚且没有有效的办法控制该真菌的传播,一旦病害爆发,蕉农只能眼睁睁地看着自己的香蕉种植园遭受毁灭性的打击。如果失去香蕉这种完美(味道甜美、营养丰富、食用方便、易于运输、四季供应、稳定廉价)的水果,对于整个人类来说真是莫大的损失。

还好在1947年前后,人类选育出了香芽蕉,虽然吃起来不如大麦克,但胜在抗病能力强,对尖孢镰刀菌(TR1型)免疫。随后蕉农们纷纷种植起了香芽蕉,现在,全球香蕉市场上约有一半的香蕉是香芽蕉。

一大波真菌正在靠近

好景不长,经过几十年的演化,升级版的尖孢镰刀菌(TR4型)卷土重来,让香芽蕉毫无招架之力。

先是在几年内登陆香蕉的几个重要产区(东南亚、东非、澳大利亚),随后在2019年,入侵了香蕉最重要的产区——南美洲。在很多热带地区国家,种植香蕉是贫困农民的唯一收入来源,香蕉病害的爆发正将当地的香蕉产业和蕉农的生活推向绝境。尽管有前车之鉴,各国政府都严阵以待,控制该病菌的传播,但一切都只是时间问题,疫病蔓延之势只可减缓不能阻止。毕竟病菌靠孢子传播,孢子太小了。现在的希望就落在在香芽蕉彻底沦陷之前,香蕉育种专家们能够选育出新的具有高抗病性的香蕉品种了。

香蕉为什么如此脆弱?为什么一种病菌就足以摧毁全球的香蕉产业?这是因为香蕉是三倍体植物,三倍体植物有很多优点,比如没有种子,方便食用;通过无性生殖,可以复制具有相同遗传背景的植株,便于工业化生产,于是我们能以稳定而低廉的价格购买到香蕉。这是香蕉种植行业选择的模式。当然,缺点也是显而易见的。

香蕉黄叶病摧毁了大麦克香蕉

无性生殖是一场豪赌

驯化培育一个优良的作物品种,是一项艰巨而复杂的工作,费 时费力。一旦获得了优秀的品种,人类就要想办法,把这个品种稳定地保留下来,而无性生殖就是一种办法。通过无性生殖扩增的作物在遗传上和生物性状上高度一致,这极大地方便了人们种植、运输、加工、销售这些作物。

然而巨大收益背后藏着巨大的风险,正是由于这样的一致性,导致一 旦爆发疫情,往往就会像森林大火一样无法控制。17世纪,原产自南美洲的土豆流入爱尔兰,由于通过无性生殖的土豆性状稳定,产量高,耐储存,200多年后,依靠营养丰富的土豆,爱尔兰人口激增17倍,达到800多万人,其中接近2/3的百姓以种植土豆为生。但1845年爆发的马铃薯晚疫病席卷欧洲,使土豆产量锐减7 5%,而大面积种植土豆的爱尔兰受灾更为惨重,在其后的4年 里1 0 0 余 万人饿死,大量难民逃离本土,共计产生了550余万移民,真是“成也土豆,败也土豆”。

下一种能吃的香蕉在哪?

我们可以再寻找一种能够抵抗TR4的香蕉的品种吗?事情远没有那么简单,我们会面临一系列的问题:

这个品种是否适合人类食用?这个品种的种植条件是否很苛刻?这个品种是否适合长距离运输?这个品种又能坚持多少年呢?

一味地去寻找新的品种根本不是解决的办法。找到一个新的品种时,病原菌也会进化出不同的变种,我们又会进入之前经历的死循环。

另一方面,病原菌进化的速度要比我们寻找新品种,驯化新品种的速度快得多。要想打破这个怪圈就要打破香蕉单一品种种植的模式,但是想同时找到很多适合大规模种植,口感好还适合长距离运输的香蕉品种并没有那么容易,因为香蕉育种也是一个漫长的过程。

还有一个残酷的事实摆在我们面前——与60年前相比可供我们选择的香蕉品种也严重减少了。也许有人会说那我们重新选用二倍体或者四倍体的香蕉进行种植,对香蕉采用有性繁殖的方式去繁殖不就可以增加香蕉基因的多样性了吗?但是二倍体和四倍体香蕉通过有性繁殖长出的果实是含有种子的,这些种子会硌到我们的牙齿,严重影响我们食用香蕉的心情。

转基因香蕉你会吃吗?

随着生物技术的发展,研究者也在尝试运用转基因和基因编辑的技术去提高香蕉对病菌的抗性。

2017年,澳大利亚昆士兰科技大学的研究者詹姆斯·戴尔及其合作者发表重要成果:他们通过转基因技术在卡文迪什香蕉中表达基因RGA2(分离于抗TR4的二倍体香蕉)和Ced9(线虫的抗细胞凋亡基因),可以显著提高对TR4的抗性。

然而,转基因香蕉,你会吃么?当前,转基因食物并没有被所有消费者接受。转基因香蕉要想大规模种植还要面临立法问题、伦理问题和环保人士的抗议等一系列问题。

即使上述问题都被解决了,转基因香蕉还面临一个问题——种植模式的问题。转基因香蕉单一品种种植依然面临病原菌新变种的挑战。

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