香蕉再次面临灭绝危机,这一次,基因编辑能拯救香蕉吗?
2022-04-25 00:00:00 115阅读 发布地区:

香蕉再次面临灭绝危机,这一次,基因编辑能拯救香蕉吗?

来源:生物世界 2022-04-25 19:46

香蕉是全世界最受欢迎的水果之一,然而,实际上香蕉已经危在旦夕,我们随时都可能再也吃不到香蕉了。
香蕉是全世界最受欢迎的水果之一,然而,实际上 香蕉已经危在旦夕,我们随时都可能再也吃不到香蕉了。
而这一危机的源头就是 真菌感染,1950年,一种名为“ 巴拿马病”的真菌感染的香蕉传染病暴发,直接导致了当时最广泛种植的香蕉品种 大麦克香蕉 (Gros Michel) 彻底绝种。
 
此后,科学家们培育出了对巴拿马病有抵抗能力的新品种 卡文迪什香蕉 (Cavendish),现在,卡文迪什香蕉占全世界香蕉总销量的99%。

大麦克香蕉(左,已灭绝),卡文迪什香蕉(右)
香蕉面临灭绝风险
然而,感染香蕉的致病真菌也一直在进化,近年来, 巴拿马病的一个变种 黄叶病热带第4型 (TR4) 出现了,一旦感染香蕉,就会导致水分及养料无法输送,使香蕉树中心部分萎缩发黑,2-3年内更可令香蕉园内所有香蕉彻底枯萎。可怕的是,这种真菌的孢子能潜伏在泥土中30年以上, 杀菌剂对它们无效而且这种真菌能通过水滴及依附在机器或鞋子上的少量泥土传播。因此,一旦感染,唯一的遏制传播的方法就是 销毁种植园所有植物,并关闭整个种植园数十年
由于卡文迪什香蕉的广泛种植,黄叶病热带第4型 (TR4) 一旦大规模传播,将很可能彻底摧毁整个香蕉种植业。因此设计并培育能够抵抗这种病害的新一代香蕉,变得非常紧迫。
 
由于卡文迪什香蕉是三倍体,没有种子,只能通过克隆进行繁殖,因此无法通过传统育种方法赋予它对黄叶病热带第4型(TR4)的抗病性。因此, 想要从真菌手里拯救香蕉,或许只有一种办法,那就是修改它的基因组, 赋予其对黄叶病热带第4型 (TR4) 的抗病性。
 
为什么我们不能失去香蕉?
 
香蕉是全世界最受欢迎的水果之一,全世界的人们每年会吃掉 1000亿个以上的香蕉。整个香蕉产业是一个数百万人赖以生存的价值高达250亿美元的大产业。还有超过400万人以香蕉为主食。
因此,香蕉不仅是一种水果,也是很多人赖以生存的基础,这也是我们不能失去香蕉的重要原因。
 
用基因编辑拯救香蕉
传统的植物育种是一个艰苦、繁琐,且耗时的过程,往往需要几十年的时间才能成功。而且,种植香蕉不产生种子,这导致了香蕉的改良育种更加困难。
基因编辑技术的出现,给育种打开了新天地,发现香蕉易感 黄叶病热带第4型 (TR4)的DNA序列,或找到抵抗感染的基因,就能够进行针对性基因编辑,删除或插入特定DNA序列,产生抗感染香蕉。而且,整个过程要比传统育种快得多。
基因编辑育种公司 Elo Life Systems 宣布与世界三大香蕉供应商之一的 Dole 公司合作,通过基因编辑技术开发抗 黄叶病热带第4型 (TR4)香蕉,从而拯救岌岌可危的香蕉种植行业。

Elo Life 实验室中的香蕉幼苗
Elo Life Systems 计划从几个方面来解决目前的香蕉危机,通过对卡文迪什香蕉的亲属的研究寻找抗感染基因,对卡文迪什香蕉的研究寻找易感基因,然后使用该公司特有的基因编辑工具 归巢核酸内切酶 (Meganuclease)来精确删除或插入特定DNA片段,来开发抗 黄叶病热带第4型(TR4)的卡文迪什香蕉。

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