Эти ягоды, известные во всем мире как бананы, являются самыми популярными фруктами в мире. Им также угрожает целый ряд болезней, которые в один прекрасный день могут заставить их исчезнуть с полок магазинов.Познакомьтесь с самыми популярными плодами в мире. Небольшой размер, портативный и каждый со своей собственной оберткой — это банан! Люди потребляют миллиарды плодов каждый год по всему миру. Американцы едят больше бананов, чем яблок и апельсинов вместе взятых. А в странах, производящих бананы, более 400 миллионов человек полагаются на бананы, чтобы выжить.
Большой ярко-желтый банан, наиболее часто встречающийся в американских и российских продуктовых магазинах, известен как сорт - Кавендиш. Это десертный банан, его едят только тогда, когда он спелый и сладкий. Но десертные бананы составляют только 40 процентов от 400 съедобных сортов этого фрукта в мире. Бананы сильно различаются по размеру, форме, вкусу и текстуре. Те, которые не сладкие, должны быть приготовлены, прежде чем они будут съедены.
Несмотря на их широкую популярность, многие бананы, в том числе популярный Кавендиш, могут исчезнуть с полок магазинов в недалеком будущем. Различные заболевания угрожают их выживанию. Среди самых больших забот - неприятный почвенный гриб, известный как TR4. Он вызывает “панамскую болезнь”, которая заставляет растения увядать и умирать. Есть и другой грибок, который также вызывает Панамскую болезнь, названный "Race 1", еще в 1950—х годах она почти уничтожила один популярный сорт бананов - Гро Мишель. Именно тогда фермеры переключились на выращивание кавендиша, который мы едим сегодня
Но теперь TR4 угрожает не только Кавендишу, но и многим другим сортам бананов. Этот агрессивный гриб переместился из Азии на Ближний Восток, в Австралию и, совсем недавно, в Африку.
Потерять банановый сплит было бы не очень хорошо. Однако, если этим болезням удастся уничтожить популярные виды этого фрукта, многие люди, живущие в регионах выращивания бананов, могут голодать. Вот почему ученые работают с фермерами, чтобы остановить банановые угрозы, такие как TR4, на их пути. Они разрабатывают растения, которые сопротивляются грибку. Но это гонка со временем, поскольку эта новейшая угроза прыгает, прыгает и прыгает по всему миру.
Трава, пораженная TR4Бананы не растут на деревьях. Скорее, это самые большие ягоды в мире, растущие на самой высокой траве в мире. Достигая высоты почти 3,5 метра, банановые растения не имеют древесных стволов. Вместо этого слои листовых стеблей поддерживают возвышающуюся структуру. Широкие листья разворачиваются сверху. Именно здесь необычное скопление цветов начинает расти в “пальцы” фруктов.
Банановые растения растут быстро. Большинству требуется всего около девяти месяцев, чтобы достичь полной высоты и начать цветение. Как только растение заканчивает производить фрукты, надземная часть умирает. Затем из нижней части растения начинает расти присоска (своего рода побег). Эта присоска в конечном итоге превращается в новое растение, которое производит больше фруктов.
Присоски играют важную роль в выращивании бананов. Самые распространенные виды бананов не производят семян. Один из способов, которым фермеры выращивают новые растения из этих типов, - это удаление присосок из зрелых растений и пересадка их.
Внешний вид бананового "дерева"Однако крупные плантации обычно заводят новые растения из культуры тканей. Это означает, что они берут клетки с растения, помещают их в питательный бульон и позволяют этим скоплениям клеток развиваться в новые растения. Оба процесса приводят к клонам: бананы, которые по существу являются идентичными близнецами своего родителя. Эти клоны высаживаются снова и снова по всему миру.
И это рискует неприятностями. Поскольку каждое растение теперь имеет точно такой же набор генов, если одно растение восприимчиво к болезни, все его клоны тоже будут.
Бананы выращенные из культуры клетокОднако не все бананы без косточек. Некоторые бананы содержат десятки семян размером с горошину. И эти семена могут содержать ключ к защите бананов от болезней, которые им угрожают.
Несколько лет назад производители бананов в Мозамбике заметили некоторые нездоровые растения. Их листья завяли и пожелтели. Они оторвались от стебля, образовав юбку из мертвых листьев на земле. Опасаясь худшего, фермеры проверили свои растения. Диагноз: TR4.
Этот грибок — и панамская болезнь, которую он вызывает — является одной из самых больших угроз в мире для бананов. Грибок сначала атакует корни. Длинные грибковые нити, называемые гифами, растут вверх в растение. Они заполняют трубки, которые растение использует для перемещения пищи и воды в его листья. Гифы могут отрезать подачу питательных веществ, вызывая увядание листьев. Название болезни отражает страну, где она была впервые обнаружена, атакуя бананы сорта Гро Мишель.
Мозамбикский фитофтороз 2013 года был первым случаем, когда панамская болезнь появилась в Африке, отмечает Альтус Вильоен. Эксперт по этому грибковому заболеванию, он работает в Университете Стелленбос в Южной Африке. Он определил TR4 как злодея и проинструктировал фермеров в Мозамбике о том, как остановить его распространение.
Банан, пораженный грибком TR4Никто не знает, как этот патоген или болезнетворный агент попал в Африку. Но теперь, когда он там, TR4 имеет потенциал для быстрого распространения. Это потому, что этот гриб может путешествовать по оросительной воде. Он также может цепляться за почву на обуви. Ещё он может загрязнить оборудование фермеров.
Даже тщательные меры контроля не могут полностью защитить растения от грибка. Это потому, что TR4 устойчив в окружающей среде. Он выпускает споры в почву. Эти устойчивые к атмосферным воздействиям структуры могут подстерегать нового хозяина — даже если это займет десятилетия. Как только новое банановое растение начинает расти рядом с ним, грибок может атаковать еще раз.
Панамская болезнь - не единственная угроза бананам. Далеко не так. Бактерии заражают банановые растения, вызывая их увядание. Крошечные червеобразные нематоды могут зарываться в корни, заставляя растения падать. Жуки, называемые долгоносиками, могут проникать в основание растения. И оказавшись внутри, эти насекомые роют туннели, которые ослабляют его.
Обратите внимание: Деревни на грани исчезновения: что предлагает сельской экономике новая федеральная программа?.
Это увеличивает вероятность того, что сильный ветер сдует его. Воздушно-капельный грибок (не связанный с TR4) вызывает черную сигатоку; он превращает банановые листья в пятнистые и коричневые. Неспособные к фотосинтезу в поврежденных областях, зараженные растения производят все меньше и меньше фруктов.
Листья, пораженные черной сигатокойНо всеми этими угрозами можно управлять, говорит Рони Свеннен. Он является селекционером бананов в Католическом университете Левена в Бельгии. Очистка и проверка оборудования, такого как мачете, могут предотвратить распространение бактерий, говорит он. А фермеры могут распылять химикаты для уничтожения нематод, долгоносиков и грибков. Это среди других шагов, которые производители могут предпринять, чтобы помочь избежать проблем.
Но TR4 неизлечим, говорит Свеннен. Единственный эффективный метод борьбы с ним - это предотвращение заражения растения грибком в первую очередь. Вот почему его прибытие в Африку так беспокоит. Теперь Вильджоен, Свеннен и другие ученые соревнуются со временем, чтобы остановить дальнейшее распространение TR4, которое угрожает более чем половине съедобных бананов в мире.
Один из подходов к остановке грибка: поиск растений, устойчивых к нему. Такие устойчивые к болезням растения не заразятся. К сожалению, требуются годы, чтобы создать бананы, которые не только устойчивы, но и сохраняют текстуру и вкус, которыми наслаждаются люди. Тем временем производители бананов должны замедлить распространение TR4.
Это означает, что фермеры должны быть в состоянии повышенной готовности к захватчику, обнаруживая его, прежде чем он сможет двигаться дальше.
Герт Кем - патолог растений в Университете Вагенингена. Кем и его команда разрабатывают тесты для диагностики TR4. Как только тест -система будет готова к запуску, фермеры смогут более эффективно контролировать свои фермы. Если они найдут TR4, им придется быстро изолировать гриб. Это означает ставить заборы, рыть траншеи и сжигать растения, которые могут быть заражены. Если эти меры будут успешными, фермеры смогут остановить болезнь на своем пути, охраняя здоровые близлежащие растения.
Университет, в котором разрабатываются системы для диагностика TR4Обнаружение грибка имеет важное значение. Тем не менее, конечной целью является развитие устойчивых к болезням растений.
Свеннен, работает смотрителем за массивной коллекцией банановых растений, расположенной в центре биоразнообразия в Левене, Бельгия, и содержит образцы всех 1400 съедобных и несъедобных сортов. Эти бананы приходят со всего мира. И этот центр делает делится растениями с людьми, которые в них нуждаются. До сих пор более 90 000 растений были переданы фермерам в более чем 100 странах.
Большинство сортов бананов в этом центре - тропические. Некоторые, однако, из Китая, где идет снег. Другие предпочитают сухие участки. Такие широкие сорта с таким количеством различных признаков означают, что для селекционеров, таких как Свеннен, существует много генетического материала с которым можно работать.
Некоторые сорта содержат гены, которые придают банану его вкус, климатическую выносливость или энергию. Некоторые гены также могут обеспечить устойчивость к панамской болезни. Скрещивание новых сортов, где один родитель - вкусен, а другой - устойчив к болезням, может однажды создать десертные бананы, невосприимчивые к TR4.
Не все бананы съедобные (из 1400 сортов только 400 пригодны в пищу) и не все бананы - желтыеСвеннен работает с командами в Уганде, Танзании и Нигерии, где проводят скрещивания африканских бананов. Эти члены Международного института тропического сельского хозяйства начинают свои дни рано утром. Они поднимаются по лестницам, чтобы добраться до вершин банановых растений. Они используют щетки для удаления пыльцы с мужских цветов одного растения и перемещают эту пыльцу на недавно открытые женские цветы другого. А потом они ждут. Через три-четыре месяца цветы превращаются в фрукты. Из этих фруктов рабочие должны собирать семена, а затем выращивать из этих семян новые растения.
Семена, однако, в дефиците. По оценкам Свеннена, он получает только от 5 до 20 семян на связку бананов (связка может содержать от одного до 200 фруктов). Еще одно осложнение: эти семена нельзя просто посадить в почву. Они не будут расти. Вместо этого Свеннен должен разрезать семя, выпустив крошечный эмбрион в питательную ванну. Только 30 процентов выпущенных эмбрионов разовьются в растения.
Институт, где Свеннен с командой проводят свои исследованияНесмотря на такие проблемы, команды преуспели в разведении устойчивых к болезням растений. Сейчас у них есть 27 сортов восточноафриканских кулинарных бананов, которые устойчивы как к черному грибку Сигатока, так и к червеобразным нематодам, которые уже давно являются проблемами для производителей бананов. Процесс мучительно медленный: получение этих 27 сортов заняло 20 лет скрещивания.
За полмира, в Латинской Америке, TR4 остается отдаленной угрозой. Он должен пересечь океан, прежде чем он сможет нанести ущерб огромным плантациям. На этой западной стороне Атлантики плантации специализируются на кавендишских бананах. Восемь из 10 кавендишей, продаваемых в других частях мира, будут поступать из Латинской Америки.
Каждое растение Кавендиша генетически идентично всем остальным. Таким образом, все эти клоны одинаково восприимчивы к TR4. Ученые считают, что это только вопрос времени, прежде чем гриб доберется и до них. Это может означать конец сладкого десерта, который россияне знали и любили.
Но это не значит, что это конец десертных бананов. По крайней мере, если Джеймс Дейл добьется своего. Этот биотехнолог из Квинслендского технологического университета в Австралии надеется защитить сорта, которые сейчас находятся на полках магазинов.
Скрещивание производит новые сорта бананов, которые могут иметь разные вкусы или текстуры, чем те, которые мы сейчас едим, объясняет он. Таким образом, Дейл добавляет к существующим сортам гены, которые делают растение устойчивым к TR4. Его метод может сохранить лучшие черты нашего десертного банана (вкус, текстуру и его способность транспортироваться на большие расстояния), добавляя устойчивость к болезням.
Дейл начинает с того, что берет гены из диких бананов. Эти бананы полны больших твердых семян, поэтому они не годятся для еды. Но дикорастущие растения устойчивы к обоим штаммам панамской болезни — TR4 и Race 1.
Дейл не просто хочет защитить Кавендиша. Он также надеется вернуть Гро Мишеля. Это гораздо более ароматный сорт, чем Кавендиш, говорит он. Таким образом, он вставляет гены устойчивости в оба типа растений.
Для этого Дейл использует обычную почвенную бактерию, которая естественным образом вставляет кусочки ДНК в растения. Он берет одну клетку с бананового растения Кавендиша или Гро Мишеля. Затем он использует бактерию, чтобы вставить гены, которые заставили бы растение противостоять инфекции TR4 или Race 1. Растительные клетки включают гены в свою собственную ДНК. По мере роста они способны бороться с обоими типами панамской болезни.
Исследования Дейла все еще находятся на стадии испытаний. Но он надеется, что скоро устойчивые Кавендиш и Гро Мишель будут доступны для производителей. Если ему это удастся, он сохранит бананы на какое-то время (до появления новой угрозы). Однако, несмотря на эти достижения, ученым придется сохранять бдительность в борьбе за защиту самого популярного в мире фрукта.
#сельскоехозяйство #голод #бананы #выращивание #грибки #болезни #агрономия #сельское хозяйство #борьба с болезнями
Еще по теме здесь: Хозяйство.
Источник: Банановые войны: новая угроза.