唯一能吃得起的香蕉,可能到了最危险的时刻

中国科学博览会

上周,哥伦比亚农业研究所证实,该国北部四个种植园的香蕉被怀疑感染了尖孢镰刀菌(TR4)。来自这些种植园的香蕉样品被送到实验室进行基因组分析,最终分析结果将在8月初公布。

这种真菌最初是在东南亚发现的,并已扩散到中东和非洲。由于香蕉对TR4几乎没有抵抗力,大规模爆发将对香蕉种植园造成毁灭性打击,并提高全球香蕉价格。有学者指出,中南美洲的TR4难以控制,许多个体农民将无法采取控制措施。

9572-iafwsqp2763111.gif已经通过“无数风和雨”的香蕉今天可能再次面临“灾难”。

PART.1

过去和现在的香蕉:

人类历史上最难的成果之一

《银魂》文章的作者邱应秋在互联网上写道:“我们是普通人,我们活着的时候会尽力而为。”

这一次,我们将使用这句话描述一个同样常见的水果香蕉。

4c3c-iafwsqp2763179.jpg banana(图片来自pixabay.com)

香蕉是许多人最喜欢的水果。它甜美,色彩鲜艳,价格低廉,产量高,易于储存和运输,深受消费者和种植者的欢迎。目前,香蕉的种植遍布亚洲,美洲,非洲和大洋洲的赤道。它是世界上第二大水果生产国(第一大是西瓜),全球年产量超过1亿吨。换句话说,全球平均每年消费约30公斤香蕉。

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目前,世界上主要的香蕉产区南北纬30°,主要包括亚洲的印度,印度尼西亚,马来西亚和菲律宾;洪都拉斯,巴拿马,巴西和美洲的哥斯达黎加;卢旺达,布隆迪和非洲其他国家和澳大利亚大洋洲

种植园和低廉的价格使香蕉看起来很普通。但很少有人知道香蕉是人类作物驯化历史上最困难的成果之一。

从历史上看,香蕉已经多次遭受种族?鹁逋唬裉斓闹种补婺R丫迪至四岩灾种埠褪来欢系钠分指牧肌?梢运担憬兜墓ズ拖衷诘纳钍嵌浴澳慊钭攀北匦胱龅阶詈谩闭饩浠暗那〉毙凑铡?

零件和气候和水的环境,特别适合Musa植物的生长,岛上的野生香蕉树极其高大,果实足以使当地土着作为主食。

目前,巴布亚岛上的居民和土着人民仍然有种植香蕉树的传统。岛上的香蕉树高达20米,香蕉长达30厘米,单根的重量超过4磅。它是广义上最早的香蕉人工栽培记录。

365e-iafwsqp2763436.jpg巨型香蕉树和PNG的成熟香蕉。巨型香蕉含有大量的种子(C),当地人通过种植和切割繁殖香蕉。当地野生香蕉在自然过程中发生变化后,这种巨型香蕉是当地人选择和复制的品种(图片来自9gag.com)

中国也有野生香蕉种植的历史。野生香蕉和野生香蕉在古代被统称为“大蕉”,是重要的文化元素。

“流光易扔人,红樱桃,绿香蕉”(来自姜杰《一剪梅》),香蕉作为古人的重要文化象征,可追溯到南宋。然而,几千年来,中国大蕉的种植一直处于诗歌,园林和园艺的阶段,并没有在食物方面发展。

因此,尽管上述两种类型的香蕉起源较早,但它们不是我们现在吃的香蕉。在14世纪,随着伊斯兰教进入印度尼西亚,包括印度尼西亚在内的东亚成为现代栽培香蕉的发源地。

食用香蕉品种建立后,随着伊斯兰教的迁徙,它向西推进,降落在非洲大陆,马达加斯加,然后在葡萄牙殖民地洪流中带到南美洲和加勒比地区。四处走走后,香蕉种植通过南亚传播到东南亚和澳大利亚,最终落户中国云南地区。

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在不列颠哥伦比亚省之前的几千年里,巴布亚新几内亚和中国等地都有香蕉种植记录。然而,世界各地广泛种植的香蕉(如香蕉)是源自东亚的人工栽培品种。因此,尽管中国拥有丰富的野生香蕉资源,但目前种植的香蕉都是进口的。

片断与长期人工繁殖的差异,前两个野生香蕉品种杂交和变异,形成几个香蕉品种。这些不同的香蕉品种可以追溯到公元前8000年的两种原始野生芭蕉种:Musa acuminata和Musa balbisiana。小香蕉味甜而多种子;野生香蕉软而酸,但是。虽然这两种野生香蕉是在云南和汉代其他地方记录的,但它们很少被用作一种食物。

PART.2

香蕉育种

染色体加倍和加倍

人们长期以来在作物育种中发现了一个不幸的现象:当许多植物暴露于未知的环境物质(如低温,辐射,化学物质等),即细胞中的所有遗传物质时,它们会染色体倍增(集体)被称为基因组),它加倍甚至加倍。对于这些植物,由于控制生长,营养和糖合成的基因增加了一倍以上,植物的茎更趋于坚硬,叶,果实和种子更大,并且营养成分如糖和蛋白质显着增加。

ff0d-iafwsqp2763729.jpg通常,小香蕉中包含的基因组统称为A组染色体,而野生香蕉则称为B组染色体。目前主要香蕉品种的遗传状况和形态特征。其中,中国人主要吃中国香蕉和香蕉的品种,这两个品种都是人工选择的香蕉品种,但在分类学上是两个品种。 (参见图像的参考源,有变化)

目前,我们在市场上看到的香蕉(通常是Musa cavendishii),以及粉状香蕉(Musa ngu,又称小米香蕉,西贡香蕉)都是反复穿过小果野生香蕉和野生香蕉的人。三倍体香蕉加倍染色体后。

上面用张切的香蕉用图片来识别,这些图片显然是可食用的香蕉。没有“狂野的”这样的东西。由于三倍体是一种高度不育的物种,因此种植方法只能用于扦插繁殖。每株植物都是果实种植者在母株上切割的侧芽(现代农业多用途组织培养方法,以培育幼苗),并在切根后种植。程,从扦插到小庙长城可以忍受香蕉一年多,所以偷走别人的劳动成果是如此嚣张,难怪当地农民如此愤怒。

667a-iafwsqp2763787.jpg香蕉的历史

PART.3

香蕉和其他抢劫的灾难

也许很多人会觉得奇怪。目前市场上有很多种西瓜,苹果和橙子,但我们只买一种香蕉(香蕉)。这归咎于一种叫做Fusarium oxysporum f.sp.cubense(FOC)的有害病原体。

Banana Fusarium oxysporum属于土壤真菌,由感染香蕉引起的疾病通常被称为香蕉巴拿马病,其导致香蕉在历史上大量死亡。

0a23-iafwsqp2763875.jpg显微镜下的尖孢镰刀菌形状是一种奇怪的香蕉形状(A),导致香蕉树大量死亡。随着风传递到邻近的香蕉林,细菌可以继续感染其他香蕉树(B)。感染该病的香蕉树内部有褐色腐烂,并迅速枯萎(C-E),这常常导致大面积的香蕉林减产和死亡(图片来源见参考,更改)

在20世纪中期,香蕉种植业曾经推广了一种叫做Gros Michel的香蕉品种。许多“香蕉牛奶”饮料的味道现在根据Big Mac香蕉的味道通过人造香料调味。

事实上,早在19世纪初,巨无霸香蕉的种植已遍及美洲,非洲和欧洲,并曾广泛出口到世界各地。然而,自1927年以来的30年间,香蕉尖孢镰刀菌1号已在一些地区传播开来。由于当时在细菌的路径和防御方面没有足够的知识和预防经验,巨无霸香蕉在美洲和非洲消失了。导致无数农民破产,美国人民一次没有吃香蕉。

在巨无霸死后,饲养员必须加快寻找替代香蕉品种。我们今天吃的香蕉和香蕉是候选香蕉品种,当时被用作“替代品”。香蕉被称为替代品的原因是因为发现香蕉对肆虐世界的1号物种具有足够的抵抗力,并且可以继续种植在被孢子污染的种植园中。

熟悉进化的婴儿必须知道,在自然选择中,只有有性生殖才能产生随机突变,环境压力(如疾病损害)可以选择有益的突变(如获得抗病性)。然而,在无性繁殖中,后代的遗传物质很少随着繁殖代数的增加而变化。由于香蕉主要通过插条繁殖,所以世界上种植的所有香蕉都是同一植物的无性繁殖后代。因此,一旦新型病原体开始感染香蕉,它很可能被巨无霸完全摧毁。

3089-iafwsqp2764024.jpg香蕉枯萎病4个生理小种(1-4)对香蕉感染

Part.4

香蕉真的会灭绝吗?

在2017年底,互联网上的“香蕉已经灭绝”的说法就是这样的结果。作为最佳替代品,香蕉终于遇到了“死对手”:香蕉枯萎病4(TR4)。可怕的是,TR4可以感染几乎95%的当前商业品种,而唯一对其具有抗性的物种实际上是一种观赏品种。

那么,香蕉真的会灭绝吗?

答案可能不那么悲观。现代农业的发展突飞猛进。虽然距离巨无霸仅仅半个世纪,但许多新种植方法和新农药已经成熟,例如使用组织培养来繁殖无菌香蕉幼苗和种植园。建立隔离带,甘蔗轮换和定期检查等作为抵抗TR4侵蚀的武器,在大田取得了显着成果。

另一种选择是通过温室种植技术在北方种植香蕉。目前,中国已在四川,东北,新疆等地开展了大棚种植技术。由于温室关闭,TR4细菌已被完全抑制。

第三种方法是重复使用杂交育种方法来培育新的香蕉品种。例如,由洪都拉斯农业研究基金会FHIA培育的“FHIA01-04”系列,从国际大蕉改良网络种质交换中心(ITC)和南亚引进的香蕉系GCTCV-119(抗干燥5香蕉)热带农业科学院。热带作物研究所谢江沪博栽培的“8818-1”抗TR4香蕉品种。这些新品种的香蕉具有更好的抗病能力和更高的产量。目前,它已在中国的一些地区实现商业化。

第四种方法是转基因原始的高产香蕉品种。例如,澳大利亚昆士兰科技大学的生物技术专家James Dale及其同事发现了一种对TR4免疫的野生香蕉。由于目前的香蕉是不育的并且不能交叉饲养,研究人员将从野生香蕉品种克隆的RGA2抗性基因转移到香蕉中,并获得了6种以上不同的抗性品系。

此外,詹姆斯戴尔等人。还将已知的广谱抗病基因Ced4转入香蕉中。 2012年,戴尔团队在达尔文郊区的农田进行了为期三年的田间试验。结果表明,两种新的“超级香蕉”在不断增产的基础上增加了对TR4的抗性。研究人员在2017年《自然-通讯》杂志上发表了这一杰出成果。

f1df-iafwsqp2764125.jpg詹姆斯戴尔的通用香蕉田间实验。 A和B是香蕉的原始种类(标记为野生型),而RGA2-3和Ced9-21都是转基因后代。结果显示两种转基因品系对TR4具有显着抗性。 (参考文献6中的图片)

此时,随着人类科学的进步,香蕉的育种和种植技术达到了前所未有的高度。虽然香蕉过去曾经有过致命的过去,但在无数育种者和研究人员的帮助下,香蕉品种和抗病能力达到了前所未有的水平。可以预计,未来香蕉会更美味,更便宜。即使是香蕉也难以生存,喜欢吃香蕉的婴儿会继续欢呼!

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