ゲノム学者が、世界中のバナナを壊滅させる菌の難しい遺伝学を解説

あなたが今日食べるバナナは 同じタイプではない数世代前の人々が食べていたバナナと同じようなバナナを、私たちは食べているのでしょうか? 今日朝食で食べたバナナは、キャベンディッシュバナナと呼ばれる品種ですが、1950 年代まで食料品店に並んでいたのはグロスミッシェルと呼ばれる品種で、フザリウムバナナ萎凋病 (FWB) と呼ばれる病気によって全滅しました。

グロスミシェルのFWBは、 フザリウム・オキシスポラム レース1バナナに影響を及ぼす真菌病原体。この真菌感染は、植物の維管束系を占拠し、水とミネラルの輸送を阻害して植物を死滅させます。

植物生物学者は フザリウムグロスミシェルに代わる耐病性キャベンディッシュ品種が開発されました。しかし、過去数十年の間に、同じ菌類の異なる系統によって引き起こされたFWBの復活が起こりました。 熱帯種族4、またはTR4は、再び世界のバナナ生産を脅かしている。

どうやって フザリウム・オキシスポラム 耐性を克服し、これほど多くの異なる植物に感染する能力を獲得するのでしょうか?

2つの部分からなるゲノム F.オキシスポルム

私はゲノム学者です 過去10年間研究してきた 遺伝的進化の フザリウム・オキシスポラム種複合体として、 F.オキシスポルム 萎凋病や根腐れ病を引き起こす可能性がある 120種以上の植物特定の菌株は 人々に感染する。

2010年、 私の研究室 それぞれが F.オキシスポルム ゲノムは 2つの部分に分かれている: すべての株で共有され、必須のハウスキーピング機能をコードするコアゲノムと、株ごとに異なり、特定の植物宿主に感染する能力などの特殊な機能をコードするアクセサリゲノム。

植物のそれぞれの種は、微生物の侵入から身を守るために洗練された免疫反応を持っています。そのため、感染を確立するには、 F.オキシスポルム 菌株は、補助ゲノムを利用して植物の独自の防御システムを抑制します。この機能的な区画化により、 F.オキシスポルム 宿主範囲を大幅に拡大します。

新しく発表された研究で、私のチームと中国および南アフリカの同僚は、キャベンディッシュバナナを枯らすTR4株が 異なる進化の起源 グロスミシェルバナナを枯死させた菌株と比較すると、補助ゲノムの配列が異なっていた。

TR4株がキャベンディッシュバナナの宿主と戦っている界面を見ると、活性化された補助遺伝子のいくつかが 一酸化窒素を放出する、キャベンディッシュバナナに有害なガスです。この有毒ガスの突然の爆発は、植物の防御システムを無力化して感染を促進します。同時に、菌は一酸化窒素を解毒する化学物質の生成を増やすことで自分自身を守ります。

バナナの多様性の拡大

この新しいバージョンの世界的な広がりを追跡すると、 フザリウム・オキシスポラム我々は、この真菌感染症の最近の再流行の主な原因は、国際的なバナナ産業における バナナの単一クローン。

様々な種類のバナナを栽培することで、農業をより持続可能にし、単一の作物に対する病気の圧力を軽減することができます。農家や研究者は、バナナのフザリウム萎凋病を抑制するために、以下のバナナの品種を特定または開発することができます。 寛容であるまたは耐性 TR4 に。私たちの研究結果は、キャベンディッシュバナナを保護する別の方法として、ガス爆発の毒性圧力を軽減する効果的な一酸化窒素除去剤を設計することであることを示唆しています。

バナナ産業には暗い起源がある。

単にバナナを食べるのが好きな消費者が、バナナの収穫を壊滅させる病気との戦いに参加できるとは想像しにくいかもしれません。しかし、消費者が市場を決定し、農家は市場の需要に応じて栽培せざるを得ません。

意図的に1種類以上のバナナを試すことで、スーパーマーケットのバナナの多様性を高めることができます。 他にも何百種類ものバナナの品種がある 地元の果物や農産物も購入でき、 植物の保護に協力する 多様性 地元の生産者を支援します。

世界中の科学者、農家、業界、消費者の協力により、将来的にバナナやその他の作物の不足を回避することができます。

Li-Jun Ma は、マサチューセッツ大学アマースト校の生化学および分子生物学の教授です。 この記事は以下から転載されています 会話 の下で クリエイティブ・コモンズ・ライセンス. 読んでください オリジナル記事。