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拯救香蕉
http://www.100md.com 2011年5月1日 百科知识 2011年第9期
     如果要列出全球最受欢迎的十大水果,你会想到哪些“候选果”?苹果、橘子、梨、葡萄,还是香蕉?

    作为全球贸易量最大的水果之一,香蕉可谓优点多多:味道香甜,营养丰富,价格低廉。此外,没有硌牙的硬籽但有着天然包装的香蕉,堪称是食用最方便的水果。

    香蕉灭绝?

    然而,在今年1月出版的《纽约客》杂志上,一篇名为《我们失去香蕉》的报道却告诉人们,招人喜爱的香蕉有可能会从我们的食谱中彻底消失。因为起源于亚洲的香蕉枯萎病4号小种,在重创亚洲香蕉业后,正在肆虐大洋洲。如果4号小种最终登陆香蕉的重要产地——拉丁美洲,世界香蕉贸易将遭受毁灭性打击。未来,我们可能不再有机会享用这种独特的水果了。

    这已经不是媒体第一次喊出“香蕉灭绝”。相关报道在谈及香蕉危机时,都会把矛头指向香蕉枯萎病。这个“罪魁祸首”是由一种名为镰刀菌的土壤真菌所引起的。受到镰刀菌感染的整株香蕉苗会枯萎死亡。更严重的是,镰刀菌的生存能力非常强,在土壤中的存活期可以长达20年。有人将香蕉枯萎病称作“香蕉的艾滋病”。镰刀菌又被分成4个不同的生理小种,其中以新出现的4号小种危害最大。
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    关心社会新闻的读者也许还记得,2007年,一个“香蕉致癌”的传言曾经让海南蕉农损失惨重。那次谣言的主角就是枯萎病4号小种。只是4号小种虽然也叫做“香蕉癌症”,但是对人体健康无碍。因为受到感染的香蕉苗都病死了,根本没机会结出果实。

    华蕉和大麦克

    也许有人会疑惑,这么庞大的一个产业怎么可能被小小的真菌逼上绝路呢?这其实是由香蕉产业的一个“特点”所决定的。

    虽然世界上的香蕉品种超过1000种;但大部分国家的人们享用的香蕉完全依赖于进口。目前,占世界香蕉进出口99%以上的都是一个名为华蕉(Cavendish)的品种。这个据说是由英国探险家在中国南方农家院落中发现的品种,口味好,耐运输,是当今大多数香蕉种植者的不二选择,也是绝大多数消费者的唯一选择。只是,当人们发现华蕉对于枯萎病4号小种完全没有抵抗力时,香蕉种植业这个人造的单品种体系开始受到了前所未有的威胁。
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    当年将华蕉推到垄断地位的决定性因素不是别的,正是香蕉枯萎病。在20世纪50年代之前,人们同样大量种植和消费香蕉。那时候,人们心目中的首选不是华蕉,而是一种被昵称为大麦克的香蕉品种Gros Michel。大麦克的果型比华蕉大不少,而且口味非常出色。此外,大麦克的果皮也比华蕉结实不少。据说,人们运输大麦克香蕉时,可以直接把它们扔进船舱。对于极度依赖运输的香蕉产业来说,如此经得起折腾的香蕉堪称最佳之选。

    到了20世纪50年代,对大麦克有着致命杀伤力的香蕉枯萎病1号小种横扫整个拉丁美洲,整片香蕉园绝收绝种。世界最大的香蕉消费市场——美国,面临失去香蕉的危险。当时的美国标准水果公司发现,华蕉对于1号小种有着不错的抵抗力。虽然它在其他方面都逊于大麦克,但差距并非完全不可接受。于是,华蕉被匆匆忙忙地从温室里请了出来,在中美洲大量种植,进而扩展到全球各产区。当时的香蕉业界也许没有想到,华蕉虽然抗得住枯萎病1号小种,但对于之后出现的4号小种全无抵抗力。于是,到了21世纪,历史再次重现,人们又一次为“香蕉灭绝”问题而头痛。
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    阻击病害

    香蕉会不会真的灭绝呢?答案应该是否定的。如果说,种植业是人类和植物病害的战场;那么,通常作为防御一方的人类已经在战争中学会了如何应战。几十年来的研究让人们对于枯萎病的病原菌、致病机理和传播途径都有了更深入的了解,也做好了应对计划。

    A计划:堵

    从香蕉枯萎病4号小种开始肆虐亚洲到现在,将近20年过去了,这种危险的真菌仍然没能传到拉丁美洲。这是因为,枯萎病病原体的传播只能通过两种途径进行:含有病原体的土壤和被感染的香蕉组织。而土壤和植物组织恰恰都是各国边境检疫部门高度关注的目标,被严格禁止带入香蕉产地。现代化的检疫体系起到了封堵4号小种扩散的作用。而且一些较为现代化的香蕉种植园也有自己的防护体系。各种可能的病原体载体,乃至细小到附着在进出人员鞋底的土粒,都会被小心翼翼地处理。

    过去,由于相关知识匮乏,当香蕉园出现染病植株后,蕉农往往选择直接放弃土地,带着工具去新的地方种植香蕉。这样做,除了任由枯萎病病原真菌繁殖扩散外,更会通过被污染的工具使得病情扩散。现在,人们已经不再采用简单的放弃策略,而是先用除草剂将发病植株杀死,然后进行彻底的消毒操作,最后将病株“尸体”深埋。这样一来,可以将病情控制在尽量小的范围内。
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    面对枯萎病4号小种席卷全球的趋势,封堵策略还会继续执行下去。不仅是为了避免疫情扩散,也是为了给其他应对措施争取宝贵的时间。

    不过,我们总是需要B计划的,因为A计划通常靠不住。

    B计划:抗

    A计划仍在发挥作用中,但浩瀚的大洋没能阻止病情从亚洲扩散到大洋洲,人们对于拉丁美洲的“失守”也早有心理准备。鉴于目前还没有一种药物可以有效治愈枯萎病4号小种,科学家和种植业将更多的希望与注意力放在了寻找抗枯萎病4号小种的新品种上。

    由于当年华蕉取代大麦克的短暂成功,寻找一种抗枯萎病4号小种且口味被消费者接受的香蕉自然品种来取代华蕉,成了人们的首选。自1000多种天然品种中挑选出满足要求的品种并非天方夜谭,只是,华蕉成为产业宠儿已经差不多60年,香蕉产业从生产、运输、储藏、催熟到加工,所有环节都是根据华蕉的特性设计的。更换品种意味着整个产业链都需要重新修改,由此产生的投入将非常可观。对消费者而言,这种修改也许意味着价格的飞涨。人们真正想要的,其实是一种能抗枯萎病的华蕉。
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    既然无法找到天然的最佳替补,人工育种便成了唯一选择。香蕉的人工育种,大致有三条路可走:

    一是杂交育种。把具有抗枯萎病4号小种能力的品种与华蕉杂交,在它们的杂交后代中挑选出既有华蕉生长和食用特性又能抗病的植株,如果这些特点能稳定地传给下一代,那么新品种就搞定了。这个策略,思路简单,却很难实现。因为,华蕉的细胞内携带有三套染色体组,也就是我们常说的三倍体,这造成了它几乎没有有性生殖能力。育种专家只能被迫使用那些二倍体的非商用香蕉品种作为育种材料。这些非商用品种特性复杂,能抗病的没准口感生涩,口感好的有可能果皮过薄以致无法运输。如此多的特性在杂交后代中分离组合,要找到符合要求的植株难度颇大。

    更麻烦的是,虽然二倍体香蕉品种可以进行杂交,但是它们结籽能力极低:大约每1万个香蕉中,才能找到一粒种子。如此稀少的种子,让筛选工作难上加难。

    二是诱变育种。商业香蕉品种几乎不产生种子,如果想要开拓新的香蕉园,携带香蕉苗前去是蕉农唯一的选择。现在的香蕉苗多数是通过一种被称为组织培养(组培)的技术“复制”出来的。育种人员从想要复制的香蕉苗上切下一小块组织,放在人工配制的生长培养基上,这一小块组织中的细胞开始复制繁殖,组织也慢慢变大,然后逐渐分化出各种植物器官,最终形成一颗长在培养基上的香蕉苗,也叫试管苗。
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    诱变育种通常从试管苗阶段开始。育种学家通过化学药剂处理或者射线照射等诱变手段,使得试管苗细胞中的DNA产生这样那样的变化。由于DNA是生物遗传信息的载体,它的变化可能使得植物获得一些新的能力,这其中或许就包括对枯萎病的抗性。育种专家只需等待处理过的试管苗长大,将它们移入土中,测试它们对4号小种的抵抗力,就有可能找到具有抗性的新品种。

    诱变育种虽然可行,但它的缺点同样明显。无论是化学处理还是辐射,对DNA的改变都是随机的,无法人为控制。经过诱变处理的试管苗可能因为失去某些重要生理功能而迅速死亡,也可能根本不产生抗病能力,或者是产生抗病能力的同时又失去了其他一些同样重要的特性,甚至即使产生了抗病能力,这种能力也不稳定。这样一个类似于购买彩票的过程,使得诱变育种需要消耗很多资源,而且整个周期也很长,面对隔些日子就会出现的新病原体,颇有些力不从心。

    最后是转基因育种。科学家将特定的功能基因送入香蕉基因组内,赋予香蕉抵抗病害的能力。转基因育种也是三种方法中见效最快的。
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    作为一个争议话题,人们对转基因作物有两个担心之处:其一,是否会对人类的健康造成影响;其二,转入的基因是否会转移到野生植物中,从而造成环境问题。对于前一个担心,在转基因作物投入使用的几十年间,没有任何科学机构能用科学方法发现所谓的健康威胁;对于后一个担心,香蕉更是有着天然的优势,因为香蕉商业品种是三倍体,它不可能通过有性繁殖将基因转移出去。

    转基因育种的关键在于转入合适的基因。到底什么基因能让香蕉对抗枯萎病呢?科学家给出了几个答案:有一种由植物或者菌类产生的物质,名为抗菌肽,可以抑制枯萎病镰刀菌的生长。于是,科学家把抗菌肽的基因送入香蕉基因组,让香蕉自己产生抗菌肽来对抗枯萎病。如今,这类“对抗型”转基因香蕉已经进入了田间测试阶段。也有科学家致力于在那些抗枯萎病的天然香蕉品种中寻找特殊的抗性基因,并计划在找到这些基因后,用转基因的方法送入华蕉基因组内。

    此外,科学家发现,枯萎病镰刀菌通过分泌毒素,诱使细胞“自杀”,从而达到杀死植物的目的。于是,转入特定基因抑制这种毒素引起的细胞死亡,从而让镰刀菌无法间接杀死香蕉细胞,也成为对付枯萎病的方法之一。

    从土豆晚疫病到小麦锈斑病,再到香蕉枯萎病,人类似乎总是摆脱不了植物病害的袭击。究其原因,对产量的追求导致了商业种植中品种的单一化,而单一化的品种面对进化迅速的病原体总是显得那么不堪一击。人类能否依靠科技的发展,最终走出新品种-新病害-更新品种的怪圈,我们拭目以待。

    【责任编辑】赵菲, 百拇医药(山要)