Das Ende der Bananen ist nahe, aber Biologen haben möglicherweise den Schlüssel zu ihrem Überleben gefunden

Die Bananen in Ihrem Supermarkt, die Sie zum Frühstück essen, sind aufgrund der Fusarium-Welke der Bananen (FWB), die durch einen Pilzpathogen namens Fusarium oxysporum f.sp. verursacht wird, vom funktionellen Aussterben bedroht. Cubense (Foc) tropischer Stamm 4 (TR4).

Aber dank der jüngsten Forschung eines internationalen Wissenschaftlerteams unter der Leitung der University of Massachusetts Amherst wissen wir jetzt, dass Foc TR4 nicht aus dem Stamm hervorgegangen ist, der in den 1950er Jahren den kommerziellen Bananenanbau vernichtete, und dass die Virulenz dieses neuen Stamms offensichtlich ist durch ein akzessorisches Gen verursacht werden, das mit der Produktion von… Stickstoffmonoxid verbunden ist.

suchen, Veröffentlicht In Natürliche MikrobiologieDiese Entdeckung öffnet die Tür für Behandlungen und Strategien, die die bisher unkontrollierte Ausbreitung von Foc TR4 verlangsamen, wenn nicht sogar kontrollieren können.

„Die Art von Bananen, die wir heute essen, ist nicht die gleiche, die unsere Vorfahren gegessen haben“, sagt Li Jun Ma, Professor für Biochemie und Molekularbiologie an der University of Massachusetts Amherst und Hauptautor der Studie „Diese alten Bananen, die Gros.“ Michel-Bananen sind praktisch ausgestorben und wurden Opfer des ersten Fusarium-Ausbruchs in den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts.

Die beliebteste kommerziell erhältliche Banane ist heute die Sorte Cavendish, die als Reaktion auf die Krankheitsresistenz nach dem Aussterben der Gros Michel gezüchtet wurde. Seit fast 40 Jahren gedeihen Cavendish-Bananen auf der ganzen Welt auf den riesigen Monokulturplantagen, die den Großteil der kommerziellen Bananenernte der Welt liefern.

Doch in den 1990er Jahren gingen die guten Zeiten für Cavendish-Bananen langsam zu Ende. „Die Bananenwelke hat sich wieder ausgebreitet“, sagt Hauptautor Yong Zhang, der unter Mas Aufsicht im Programm „Organismische und Evolutionsbiologie“ promovierte. „Sie breitete sich wie ein Lauffeuer von Südostasien nach Afrika und Mittelamerika aus.“

„Wir haben die letzten zehn Jahre damit verbracht, diese neue Epidemie der Bananenwelke zu untersuchen“, sagt Ma, ein Experte für den Pilz Fusarium oxysporum, der nicht zu einer einzelnen Art gehört, sondern zu einer „Artengruppe“ aus Hunderten verschiedener Arten, die sich darauf spezialisiert haben bei der Beeinflussung verschiedener Pflanzenwirte. Diese Typen werden durch den Erwerb zusätzlicher stammspezifischer Gene zusätzlich zu einem gemeinsamen Kerngenom bestimmt.

„Wir wissen jetzt, dass sich der TR4-Erreger, der Cavendish-Bananen zerstört, nicht aus dem Stamm entwickelt hat, der Gros-Michel-Bananen zerstört hat. Das TR4-Genom enthält einige zusätzliche Gene, die mit der Stickoxidproduktion verbunden sind, die der Hauptfaktor für die TR4-Virulenz zu sein scheint.“

Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, sequenzierten und verglichen Young, Ma und ihre Kollegen aus China und Südafrika sowie Universitäten in den Vereinigten Staaten 36 verschiedene Foc-Stämme, die auf der ganzen Welt gesammelt wurden, darunter Stämme, die Gros-Michel-Bananen befallen. Dann entdeckte das Team mit Hilfe des UMass Amherst Institute for Applied Life Sciences, dass Foc TR4, das für den aktuellen Ausbruch der Bananenwelke verantwortlich ist, einige Hilfsgene verwendet, um mykobakterielles Stickoxid zu produzieren und zu entgiften, um in den Wirt einzudringen.

Obwohl das Team noch nicht genau weiß, wie diese Aktivitäten zu Krankheiten bei Cavendish-Bananen beitragen, konnten sie feststellen, dass die Virulenz von Foc TR4 deutlich verringert wurde, als zwei der Gene, die die Stickoxidproduktion steuern, ausgeschaltet wurden.

„Die Identifizierung dieser zusätzlichen genetischen Sequenzen eröffnet mehrere strategische Möglichkeiten, die Ausbreitung von Foc TR4 einzudämmen oder sogar zu kontrollieren“, sagt Young.

Ma weist jedoch schnell darauf hin, dass das ultimative Problem, mit dem eines unserer Lieblingsfrühstücksspeisen konfrontiert ist, der Anbau einer einzelnen Kulturpflanze ist.

„Wenn die Sorte in einer großen kommerziellen Kultur nicht verfügbar ist, wird sie zu einem leichten Ziel für Krankheitserreger“, sagt sie, wenn Sie das nächste Mal Bananen kaufen, probieren Sie ein paar verschiedene Sorten aus, die möglicherweise in Ihrem örtlichen Lebensmittelgeschäft erhältlich sind.