全球香蕉面临威胁

全球香蕉面临威胁

香蕉是一门严肃的产业。全世界每年种植大约 1.45 亿吨香蕉。在一些地区,香蕉是主食;在东非高地,人们每天吃好几次香蕉。在这些地区,每年人均香蕉消费量可高达 400 磅。

然而,香蕉也受到多种疾病的威胁,气候变化会促使这些病原体传播,香蕉可能遭受更多伤害。世界各地的香蕉田都受到致命真菌的侵袭,而细菌性疾病正在摧毁东非的种植园。这些最令人不安的疾病会导致它们接触到的任何香蕉植株枯萎死亡。

研究人员担心这些水果将面临大麻烦。但不要惊慌——香蕉还远没有灭亡。科学家们正在研究控制病虫害的方法,并培育出更可能存活的新品种。“这并非完全没有希望,”位于法国蒙彼利埃的国际生物多样性中心农业科学家查尔斯·斯塔弗说。

瘟疫中的瘟疫

全球大多数超市里出售的香蕉被称为卡文迪什香蕉。很多人认为它的味道比我们以前吃的大米歇尔香蕉淡而无味。不幸的是,这种多汁的香蕉大部分在 20 世纪中期因一种名为巴拿马病的疾病而灭绝(尽管如今当地仍在种植)。

卡文迪什香蕉目前占香蕉出口总量的 99%,这一地位得益于其对引发巴拿马病的真菌的抵抗力。但市场上还有许多其他类型的香蕉,包括不能生吃的烹饪香蕉。斯塔弗说,在乌干达、坦桑尼亚、卢旺达、布隆迪和刚果东部的部分地区,人们种植其他地方没有种植的香蕉。

不幸的是,巴拿马病背后的一种新型致命真菌菌株现已出现。卡文迪什香蕉极易受到这种真菌的感染;科学家还不确定还有多少其他品种也易受其感染。这种真菌被称为热带 4 号菌株,是全球香蕉面临的最严重威胁。

这种由镰刀菌引起的疾病于 1967 年首次在台湾发现。然而,近年来,这种疾病传播得令人担忧。斯塔弗说,这种真菌已经席卷了亚洲和非洲,对中国香蕉产业造成了毁灭性的影响。澳大利亚的检疫程序特别严格,但那里的几个农场也出现了这种疾病。

这种真菌通过感染根部,然后向上穿过木质部(运输水分和养分的组织)侵入植物。木质部被堵塞后,植物就会枯萎死亡。镰刀菌也很狡猾——孢子可以在土壤中存活数十年,等待感染新的香蕉植株。研究人员预测,如果不加以控制,热带 4 号病菌每年可能会杀死 80% 的香蕉。

植物病理学家正在检查感染巴拿马病的枯萎香蕉植株。Charles Staver

尽管热带 4 号病菌非常凶猛,但它并不是唯一一种危害香蕉的疾病。香蕉枯萎病是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“乳白色至淡黄色的细菌渗出物”。与镰刀菌一样,这种细菌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 2001 年之前一直被埃塞俄比亚控制,但现在已蔓延至东非,对乌干达和刚果民主共和国的打击尤为严重。

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,大多数香蕉由小农种植,因此青枯病是最令人担忧的问题。这种细菌通过昆虫和受感染的工具传播,传播速度比真菌更快。据研究人员所知,青枯病可以感染任何类型的香蕉,并最终导致其死亡。

“一旦田地里有一株植物被感染,几个月后整片田地就会被消灭,”肯尼亚内罗毕国际热带农业研究所的植物生物技术专家 Leena Tripathi 说道。“这对依赖香蕉的数百万农民的生计造成了毁灭性打击。”

另一种危害是香蕉束顶病毒,这种病毒通过受感染的种植材料和啃食植物的香蕉蚜虫传播。这种病毒在非洲和亚洲部分地区很常见。这种疾病也会影响所有类型的香蕉,但有些类型的香蕉比其他类型的香蕉更能存活。这种病毒会使香蕉叶子发育不良,外观呈“束状”。

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,并认识到它的威胁有多大;现在它似乎正在加速蔓延,斯塔弗说。这在刚果盆地尤其令人担忧。在这个地区,农民可能会失去香蕉作物,不得不改种木薯等其他作物。“他们不会饿死,但他们将失去饮食中的一个重要组成部分,”他说。

在中非部分地区,香蕉束顶病毒肆虐,农场却得不到研究机构和其他服务机构的支持,无法应对。斯塔弗说:“村庄最终没有香蕉可种。他们得不到任何支持,没有人关心。”

另一种主要疾病是香蕉叶斑病,这是一种随处可见的侵袭叶子的真菌病。香蕉还受到线虫和象鼻虫等害虫的侵扰。气候变化预计也会影响香蕉。

好消息是香蕉相当耐寒,至少在最后一种威胁面前是如此;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,香蕉应该还能茁壮成长。但斯塔弗说,随着风暴和干旱等极端事件变得更加严重,个别种植园可能会遭受重创。特里帕蒂解释说,气温升高可能会促使一些感染香蕉的病原体更加活跃地生长,因此疾病可能会传播得更快。

希望得到香蕉

但对香蕉来说,也有一些令人振奋的消息:巴拿马病的新菌株尚未到达拉丁美洲。台湾的科学家已经成功培育出对这种疾病有一定抵抗力的卡文迪什香蕉,在真菌存在的情况下,它们可以继续结出更长时间的果实。斯塔弗说,这些品种在菲律宾有商业种植。

我们还可以筛选香蕉上自然生长的细菌和真菌,找出可以保护植物免受感染的细菌和真菌。然后我们可以为植物提供更多这些有益的微生物。这种方法过去对草莓和西红柿很有效;这些微生物是市售的。斯塔弗说,研究人员也发现了一些对香蕉有希望的细菌,但这项工作还处于初级阶段。

其他研究人员正在对香蕉进行基因改造,使其能够抵抗这些致命的敌人,尽管这项技术也还处于测试的初期阶段。Tripathi 和她的同事正在对香蕉进行基因改造,使其能够抵抗青枯病和线虫。由于所有品种的香蕉都容易受到青枯病的侵害,因此无法使用常规育种来培育抗病品种。他们在甜椒中发现了两种与抗病有关的基因。它们会增强所谓的过敏反应,植物利用这种反应来抵抗疾病。当植物检测到病原体时,它会杀死与病菌接触的自身细胞。这些死细胞斑块形成了一种物理屏障,病原体无法穿透,从而阻止其在植物中进一步扩散。Tripathi 说,该团队在乌干达精心隔离的田地中测试了携带辣椒基因的香蕉,发现它们完全抗青枯病。这些植物甚至没有出现患病症状。如果这些香蕉是普通的、未经编辑的植物,那么它们都会死亡。

转基因香蕉植株(左)对细菌性枯萎病具有抗性。通常,这种疾病会杀死任何受其感染的香蕉(右)。Leena Tripathi

在研究了 Sukali Ndiizi 和 Nakinyika 两种香蕉品种后,科学家们正致力于将这项技术转移到卡文迪什香蕉和其他香蕉上。未来,他们计划对携带两种有益辣椒基因的香蕉进行基因改造。他们的目标是培育出小农户可以种植的香蕉,这种香蕉的价格与未经基因改造的香蕉相同,外观和味道也一样。他们希望到 2022 年,转基因水果能上市。

与此同时,有一些方法可以帮助限制疾病的传播,比如在香蕉植株生长早期摘掉雄花,因为雄花会吸引携带疾病的昆虫。农民还可以在田间使用工具时清洁工具,并使用干净的种植材料。特里帕蒂说,引起细菌性枯萎病的细菌无法在土壤中存活很长时间,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,从卡文迪什香蕉转向新的品种。但斯塔弗说,我们还没有到需要担心这一点的地步。我们不会因为这些疾病而失去我们的香蕉,甚至不会失去濒临灭绝的卡文迪什香蕉。“这是一个巨大的威胁,但不是迫在眉睫的,”他说。“未来几年超市里的香蕉价格会上涨吗?可能不会。”

热带 4 号病原体在台湾已经存在了几十年,但斯塔弗指出,卡文迪什香蕉仍然在那里种植,尽管数量比新菌株出现之前少了。因此,香蕉面临着非常严重的威胁,必须加以解决,尤其是小农场的作物面临被毁的危险。但香蕉并没有注定灭亡,也不会从地球上消失。“哦,我不相信香蕉会灭绝,”特里帕蒂说。“那永远不会发生。”

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