Бананы имеют большое значение для продовольственной и экономической безопасности более чем 400 миллионов людей, проживающих в южных странах. Однако эта культура постоянно испытывает натиск всевозможных паразитов. Негативное воздействие вредителей особенно сильно отражается на экспортных сортах, которые мы привыкли видеть в наших магазинах.
С целью решения глобальной проблемы французские учёные из двух научно-исследовательских организаций — Центра сельскохозяйственных исследований (CIRAD) и Национального центра расшифровки геномов (CNS) — провели двухлетнюю работу по расшифровке генома одного из самых распространённых сортов банана — Musa acuminate.
M. acuminate или банан заострённый является одним из видов дикорастущего банана родом из Юго-Восточной Азии. Этот сорт начал культивироваться человеком более семи тысяч лет назад и стал родоначальником современных съедобных сортов бананов, которые мы можем найти в любом магазине.
Коммерческий банан сорта Каведиш и его дикий прародитель Musa acuminate (фото Angelique D'Hont, CIRAD).
Исследователи определили, что ДНК M. acuminate состоит из более чем 36 тысяч генов (геном человека на 14 тысяч генов меньше). Учёным также удалось выделить гены, ответственные за созревание плодов и устойчивость к различным заболеваниям, а также отвечающие за вкусовые качества бананов.
Результаты исследования, проводимого в рамках программы Global Musa Genomics Consortium, опубликованы в журнале Nature. Учёные надеются, что полученная генетическая информация поможет в увеличении урожайности сортов и качества плодов, а также позволит повысить устойчивость бананов к грибковым заболеваниям.
Теперь биологам предстоит огромная кропотливая работа по выведению новых сортов и внедрению их в сельскохозяйственную практику. Кстати, в этой области тоже есть свои застарелые проблемы. Дело в том, что для фермеров выявление полезных генов является только первым шагом на пути к успеху. Нужно ещё передать нужные гены коммерческим (продаваемым) сортам.
Однако из-за тотальной бесплодности растений (бананы имеют три набора хромосом, вместо двух в дикой природе), которая делает невозможным межвидовое скрещивание, такой процесс крайне затруднён. Бесплодность большинства растений, поставляющих плоды на прилавки магазинов, является следствием современных методов выращивания.
Фермеры получают новые растения, высаживая ростки, которые образуются на старых растениях. Подобный подход привёл ещё и к тому, что на сегодняшний день половина съедобных сортов бананов являются производными так называемой группы Кавендиш (Cavendish banana). А это означает, что над коммерческими сортами бананов нависла серьёзная угроза.
Поясним. Как известно, ограниченное генетическое разнообразие сказывается на сопротивляемости организма негативным факторам среды. Вредители мутируют и приспосабливаются к новым условиям жизни быстрее, чем сельскохозяйственные культуры. Бананы не могут им ничего противопоставить.
"Паразиты и болезни постепенно адаптировались и теперь представляют серьёзную угрозу для глобального производства бананов, — говорит автор исследования Анжелика Д’Гонт (Angelique D'Hont). – Более 50 обработок пестицидами в год необходимо проводить только для борьбы с вирусным заболеванием, вызывающим почернение листьев растений. Недавняя эпидемия, возведенная в статус пандемии, была вызвана возбудителем Mycosphaerella fijiensis".
Кроме того, сейчас в Азии чрезвычайно остро стоит проблема борьбы с фузариозом — заболеванием, вызванным грибками вида Fusarium oxysporum. Д’Гонт отмечает, что распространённый в 50-х годах прошлого столетия сорт Гро-Мишель (Gros Michel) был уничтожен этим заболеванием. Эта разновидность банана была заменена на южно-китайский Кавендиш, который в то время отличался устойчивостью к грибку.
Связки бананов одного из гибридов вида Musa acuminate (фото Franc-Christophe Baurens, CIRAD).
Некоторые исследователи полагают, что единственный путь к спасению бананов – это генная модификация. Однако к подобным технологиям в Европе и на других крупных торговых площадках относятся со всё возрастающим подозрением.
Тем временем генетически модифицированные бананы, выращенные на экспериментальных полях в Уганде, успешно противостоят заболеванию, вызывающему увядание зародыша, которое поражает плантации в районе Великих Африканских озёр. Опыт выращивания трансгенных бананов также имеется у австралийских фермеров. В рамках проекта по улучшению питания в бедных странах учёные обогатили фрукты железом и витамином А.
