Die Bananenapokalypse ist nahe, aber Biologen haben möglicherweise den Schlüssel zu ihrem Überleben gefunden

Bei den Bananen, die Sie in Ihrem Supermarkt finden und zum Frühstück essen, besteht die Gefahr des funktionellen Aussterbens aufgrund der Fusarium-Bananenwelke (FWB), die durch einen Pilzpathogen namens Fusarium oxysporum f.sp. verursacht wird. Cubense (Foc) Tropical Race 4 (TR4).

Dank der jüngsten Forschung eines internationalen Wissenschaftlerteams unter der Leitung der University of Massachusetts Amherst wissen wir jedoch jetzt, dass Foc TR4 nicht aus dem Stamm hervorgegangen ist, der in den 1950er Jahren den kommerziellen Bananenanbau vernichtete, und dass die Virulenz dieses neuen Stamms scheint durch bestimmte akzessorische Gene verursacht zu werden, die mit der Produktion von Stickoxid verbunden sind.

Die Studie, veröffentlicht in Naturmikrobiologieöffnet die Tür zu Behandlungen und Strategien, die die noch unkontrollierte Ausbreitung von Foc TR4 verlangsamen oder sogar kontrollieren können.

„Die Bananensorte, die wir heute essen, ist nicht die gleiche, die unsere Großeltern gegessen haben. Diese alten Bananen, Gros-Michel-Bananen, sind praktisch ausgestorben und Opfer des ersten Fusarium-Ausbruchs in den 1950er Jahren“, sagt Li-Jun Ma, Professorin für Biochemie und Molekularbiologie an der UMass Amherst und Hauptautorin der Studie.

Heute ist die beliebteste Bananensorte auf dem Markt die Sorte Cavendish, die nach dem Aussterben der Sorte Gros Michel auf Krankheitsresistenz gezüchtet wurde. Seit etwa 40 Jahren gedeiht die Cavendish-Banane auf der ganzen Welt in den riesigen Monokulturplantagen, die den Großteil der kommerziellen Bananenernte der Welt liefern.

Doch in den 1990er Jahren begannen die guten Zeiten für die Cavendish-Banane zu enden. „Es gab einen neuen Ausbruch der Bananenwelke“, sagt Hauptautor Yong Zhang, der im Programm für organische und evolutionäre Biologie an der UMass Amherst unter der Leitung von Ma promovierte. Die Krankheit breitete sich wie ein Lauffeuer von Südostasien nach Afrika und Zentral aus Amerika. »

„Wir haben die letzten zehn Jahre damit verbracht, diese neue Epidemie der Bananenwelke zu untersuchen“, erklärt Ma, ein Spezialist für Fusarium oxysporum, bei dem es sich nicht um eine einzelne Art handelt, sondern um einen „Artenkomplex“, der aus Hunderten verschiedener Sorten besteht, die darauf spezialisiert sind Angriff auf verschiedene Pflanzenwirte. Diese Sorten werden durch den Erwerb stammspezifischer akzessorischer Gene zusätzlich zu einem gemeinsamen Kerngenom bestimmt.

„Wir wissen jetzt, dass der Cavendish-Bananen zerstörende TR4-Erreger nicht aus der Rasse hervorgegangen ist, die Gros-Michel-Bananen dezimiert hat. Das TR4-Genom enthält akzessorische Gene, die mit der Stickoxidproduktion zusammenhängen, die offenbar der Schlüsselfaktor für die Virulenz von TR4 ist. »

Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, haben Yong, Ma und ihre Co-Autoren aus China und Südafrika sowie Universitäten in den Vereinigten Staaten 36 verschiedene Foc-Stämme aus der ganzen Welt sequenziert und verglichen, darunter auch solche, die die Gros-Michel-Bananen befallen. Dann entdeckte das Team mit Hilfe des UMass Amherst Institute for Applied Life Sciences, dass Foc TR4, das für die aktuelle Bananenwelke-Epidemie verantwortlich ist, bestimmte Hilfsgene für die Produktion und Entgiftung von pilzlichem Stickoxid nutzt, um in den Wirt einzudringen.

Obwohl das Team noch nicht genau weiß, wie diese Aktivitäten zum Cavendish-Bananenbefall beitragen, konnten sie feststellen, dass die Virulenz von Foc TR4 deutlich verringert wurde, als zwei Gene, die die Stickoxidproduktion steuern, eliminiert wurden.

„Die Identifizierung dieser akzessorischen genetischen Sequenzen eröffnet viele strategische Möglichkeiten, die Ausbreitung von Foc TR4 einzudämmen oder sogar zu kontrollieren“, erklärt Yong.

Doch Ma weist schnell darauf hin, dass das ultimative Problem, mit dem eines unserer Lieblingsfrühstücksspeisen konfrontiert ist, die Praxis der Monokultur ist.

„Wenn es in einer großen Nutzpflanze keine Vielfalt gibt, wird sie zu einem leichten Ziel für Krankheitserreger“, sagt sie. „Wenn Sie das nächste Mal Bananen kaufen, probieren Sie andere Sorten aus, die möglicherweise in Ihrem örtlichen Lebensmittelgeschäft erhältlich sind. »