Бананы под угрозой
В Австралии проходит испытания генетически модифицированный сорт бананов, который сможет противостоять болезни, угрожающей банановым плантациям по всему миру. Уже сейчас эта болезнь нанесла серьезный урон производителям бананов в Азии, Африке и Австралии и угрожает их коллегам в Латинской Америке.
© Queensland University of Technology
Так называемая «панамская болезнь» была впервые отмечена на банановых плантациях в Панаме в конце XIX века. Патогенный грибок (Fusarium oxysporum) распространяется через почву и воду, а его споры способны в течение трех десятилетий ждать, пока рядом не окажется восприимчивое растение.
Грибок поражает сосудистую систему банана, в результате листья растения желтеют и начинают слабеть. Когда жизненный цикл гриба завершается, растение, где он поселился, умирает от обезвоживания.
В первой половине XX века панамская болезнь нанесла чувствительный удар по банановым плантациям. Культурные бананы не способны к половому размножению, у них не образуются семена, а мужские цветки не продуцируют жизнеспособную пыльцу.
Все бананы, выращиваемые человеком, размножают вегетативно: возобновляя срезанное растение от корня и распространяя его при помощи саженцев. Следовательно, генетически все культурные бананы – клоны друг друга, поэтому среди них не может возникнуть устойчивых к болезни форм.
Именно это стало причиной почти полной гибели от панамской болезни самого популярного в первой половине XX века сорта бананов «Грос-Мишель».
В 1960-х годах культурные бананы были спасены благодаря введению в широкое употребление устойчивого к болезни сорта «Кавендиш». Этот триплоидный сорт бананов появился еще в XIX веке.
Выдающийся английский политик Уильям Кавендиш, шестой герцог Девонширский, получил посадочный материал с острова Маврикий в 1834 году. Садовником Кавендиша был Джозеф Пакстон, знаменитый ботаник и архитектор (автор многих оранжерей и Хрустального дворца в Лондоне).
Пакстон выращивал бананы в оранжереях поместья Чатсуорт-хаус и дал им латинское название Musa cavendishii. В наши дни «Кавендиш» считается группой сортов культурного банана Musa acuminata.
Сейчас «Кавендиш» самая распространенная разновидность бананов в мире, его плантации дают более 40 % всего урожая. К этой разновидности относится много дочерних сортов Dwarf Cavendish, Grande Naine (известный под названием «Чикита»), Lacatan, Poyo, Valery, Williams, Double, Extra Dwarf Cavendish, Pisang Masak Hijau, Giant Cavendish.
Но за прошедшие годы у патогенного грибка возникли штаммы, способные заражать и бананы сорта «Кавендиш». Сейчас биологи считают, что речь идет о родственном виде грибка – Fusarium wilt тропической расы 4 (TR4).
В 1990-х годах он возник в Югл-Восточной Азии. Панамская болезнь проявилась вновь. В 2012 году она была отмечена на Ближнем Востоке, в 2013 – в Австралии и южном Китае. В этом году наличие грибка TR4 подтверждено на плантациях Вьетнама и Лаоса.
Фунгициды оказались неэффективными против TR4. Лишь частичную защиту от переноса инфекции дает дезинфицирование сельскохозяйственного инвентаря.
Авторы исследования этой болезни, опубликованного в 2015 в журнале PLOS Pathogens, пришли к выводу, что пока нет способов предотвратить распространение возбудителя и в Латинской Америке, а это может привести сорт «Кавендиш» к вымиранию.
В Квинслендском технологическом университете в городе Брисбен Джеймс Дейл (James Dale) и его коллеги выделили из дикой разновидности бананов RGA2, дающий устойчивость к грибковой инфекции, и ввели его в геном сорта «Кавендиш». Они создали шесть разных линий растений, наделенных таким геном.
Отдельно они получили еще одну линию «Кавендиша» с геном Ced9, полученным от нематоды. Предшествующие исследования показывают, что данный ген обеспечивает защиту от многих фитопатогенных грибов.
В 2012 году исследователи высадили генетически модифицированные бананы, а также контрольные растения обычного сорта «Кавендиш» на ферме в сорока километрах к юго-востоку от Дарвина, где уже в 1990-х годах была отмечена панамская болезнь. В почву рядом с посадками были помещены материалы, зараженные TR4.
После трехлетнего периода испытания погибли или серьезно заболели от 67 % до 100 % банановых посадок, в зависимости от генетической линии. Однако некоторые модифицированные растения чувствовали себя хорошо, на них ущерб составил не более 20 %. А две линии, одна с геном RGA2, а другая – с Ced9, оказались неуязвимыми для патогенного грибка.
Все бананы этих линий благополучно зеленели и давали плоды. В отчете о своей работе, опубликованном недавно в Nature Communications, исследователи отдельно сообщают, что генетическая модификация не вызвала уменьшения соплодий бананов.
«Такая устойчивость просто выдающаяся и дает повод для оптимизма», – комментирует результаты испытаний фитопатолог Рэнди Плетц (Randy Ploetz) из Флоридского университета, который не принимал участие в работе. Однако у специалистов все равно сохраняются опасения.
Фитопатолог Агустин Молина (Agustin Molina) из Bioversity International говорит, что нынешние рынки не готовы принять трансгенные бананы. Как производители, так и потребители относятся к ним с опасением, хотя угроза грибковой болезни куда более актуальна.
Молина считает более реальным другой план. Многие мелкие фермеры выращивают, преимущественно для местного потребления, не «Кавендиш», а другие сорта бананов.
Они могут переносить заражение TR4 с существенно меньшим ущербом или вовсе устойчивы к нему. На Филиппинах, где болезнь отмечена еще с 2000 года, сейчас перешли на выращивание устойчивых к ней разновидностей сорта «Кавендиш», хотя потребительские свойства плодов у них несколько ниже, чем у “классического” «Кавендиша», а сроки созревания – больше.
Тем временем в Австралии Дейл и его коллеги готовятся к новому испытанию своих трансгенных бананов. В будущем они рассчитывают, что их бананы получат разрешения регулирующих органов разных стран и попадут на рынок.
Дейл считает этот путь наиболее вероятным способом спасти сорт «Кавендиш».
Источник: Максим Руссо polit.ru
