香蕉危機！今後只能吃基因編輯香蕉了？_風聞

研究人員正在使用基因編輯工具來增強香蕉的抗病能力，防止一種主要商業品種走向滅絕。

來源：Nature自然科研

原作者：Amy Maxmen

**利用基因工程技術創造新一代香蕉的競賽已經開始。**哥倫比亞政府上個月證實，一種能殺死香蕉的真菌已經傳播到了全球香蕉的主要來源地——美洲。面對真菌入侵，人們必須儘快創造出能夠抗病害的水果。

澳大利亞農場的工人正在檢查豐收的香蕉。| 來源：Carla Gottgens/Bloomberg/Getty

科學家們正在通過多種方法拯救香蕉。澳大利亞的一個研究小組已經將一種來自野生香蕉的基因插入了頂級商業品種——卡文迪許（Cavendish）香蕉內，目前正在對這些轉基因香蕉進行田間試驗。研究人員還求助於強大又精確的基因編輯工具CRISPR，以增強卡文迪許香蕉對真菌的抵抗力，這種真菌名為香蕉枯萎病熱帶4號（TR4）。

利用常規培育方法使卡文迪許香蕉具有TR4抗性是不可能的，因為該品種是不育的，只能通過克隆繁殖。佛羅里達大學的植物病理學家Randy Ploetz説，拯救卡文迪許的唯一方法可能需要改造它的基因組。這個品種的香蕉佔到全球香蕉發運量的99%。

James Dale是澳大利亞昆士蘭科技大學的生物技術專家。今年7月，當TR4侵入哥倫比亞的傳聞一出現，他就開始收到各種關於轉基因香蕉的問詢。Dale説：“之後哥倫比亞宣佈全國進入緊急狀態，現在人們的興趣已經達到了頂峯。”

換一種蕉蕉

**這不是商業香蕉品種第一次瀕臨滅絕。**在20世紀上半葉，另一種名為香蕉枯萎病1號（TR1）的鐮刀菌幾乎消滅那個時代的頭號品種——大麥克（Gros Michel）香蕉。好在農民尚有卡文迪許品種作為備選，卡文迪許對TR1有抵抗力，硬度上足以承受出口過程中的各種碰撞，口感和味道也廣受喜愛。到上世紀60年代，像金吉達（Chiquita）這樣的大型香蕉種植企業開始轉而種植卡文迪許香蕉，金吉達現在總部位於佛羅里達州的勞德代爾堡。

可是，這一次就沒有信手拈來的“備胎”了。瑞典農業科學大學的植物遺傳學家Rodomiro Ortiz説，沒有一種自然生長的香蕉既有卡文迪許的受歡迎度，又能抵抗TR4。

真菌的威脅不容小覷。這種真菌是殺菌劑殺不死的“小強”，能在土壤中存活長達30年。這讓TR4可以在全球範圍內以受污染的設備或土壤作為可能載體，進行緩慢傳播。到了90年代，該菌株開始破壞亞洲的香蕉作物，然後入侵澳大利亞、中東和非洲國家。現在，TR4已經來到了美洲，研究人員説，如果不能通過改造香蕉來幫助它抵抗這種真菌，卡文迪許在未來幾十年內可能要不復存在了。

Dale的研究小組一直致力於改變卡文迪許香蕉的植株，方法是插入一種來自野生香蕉Musa acuminate malaccensis 的基因，這種基因可以產生對TR4的抗性。2017年，他發表了一項小規模田間試驗獲得的可喜結果1，15個月前，他開始了一項更大規模的研究。Dale和同事在澳大利亞北部感染了TR4的半公頃土地上種植了轉基因卡文迪許香蕉。Dale説，轉基因香蕉的表現很好，而在作為對照的普通香蕉中，約有三分之一感染了這種真菌。

他計劃在2021年研究結束後向澳大利亞監管機構申請推廣轉基因卡文迪許香蕉，但他無法預計是否能得到官方的批准，以及審批時間會多長。

即使Dale的轉基因香蕉獲得批准，把它們賣出去也是個問題。長期以來，轉基因作物在世界各地，特別是在歐洲，一直受到公眾的抵制。Ploetz説：“James的香蕉非常棒，幾乎能對TR4免疫。但消費者是否願意買這些香蕉完全是另一個問題。”

基因編“蕉”

**為了讓生物技術香蕉更容易被監管機構接受，Dale還在用CRISPR編輯卡文迪許香蕉的基因組，以增強其對TR4的適應力，這樣就不用插入外來基因。**具體地説，他試圖在卡文迪許中激活一個同樣存在於M. acuminate品種中的休眠基因，而該基因對TR4具有抗性。不過，這項工作仍處於早期階段。Dale説：“距離投入田間試驗還要好幾年。”

其他研究人員正在利用CRISPR技術，以不同的方式增強卡文迪許的防禦能力。位於肯尼亞國際熱帶農業研究所的分子生物學家Leena Tripathi正在使用基因編輯工具抑制卡文迪許中使其易受TR4攻擊的基因。

到目前為止，她只在實驗室中編輯過卡文迪許的組織。下一步是把這些組織培育成幼樹，然後看看這些植物是否能在TR4暴露的環境中存活下來。菲律賓的研究人員提出幫助Tripathi在菲律賓測試他所改造的卡文迪許品種——菲律賓有TR4，但肯尼亞沒有。

研究人員編輯了香蕉幼株的基因組，以抵禦一種名為枯萎病熱帶1號的真菌。| 來源：Jaindra Tripathi/IITA-Kenya

英國一家生物科技初創企業Tropic Biosciences正試圖利用CRISPR增強卡文迪許的免疫系統。所有的植物都會產生小的RNA鏈來控制自身部分基因的活動。最近的研究2表明，某些RNA鏈有時能抑制病原菌的基因，使入侵者陷入癱瘓。這家生物技術公司正在使用CRISPR編輯卡文迪許的RNA鏈，使其讓TR4中的基因沉默。

**目前還不清楚世界各地的監管機構對基因編輯香蕉的態度。**2016年，美國農業部決定放開對CRISPR編輯蘑菇的監管，或能反映他們對基因編輯香蕉的立場。哥倫比亞、智利、巴西、日本和以色列政府都發布了官方聲明，表示他們可能也會對CRISPR編輯過的作物持寬容態度。然而，歐盟明確表示會像對待其他轉基因食品一樣嚴格評估基因編輯作物。

Ortiz很支持研究人員為改良香蕉品種所做的努力，但他警告稱，面對不斷蔓延的香蕉病害，不能把寶都押在生物技術解決方案上。他説，除了卡文迪許香蕉，還有一千多種其他香蕉品種。雖然它們在產量和發運量方面不能和卡文迪許香蕉比，口味也差一點，但Ortiz認為商業香蕉公司不妨嘗試為這些替代品種創造一個市場。

他説：“我們應該利用目前的香蕉多樣性開展營銷活動，告訴人們可以用其他方式享用香蕉。”

參考文獻：

1.Paul, J. Y. et al. Plant Biotechnol. J.9, 1141–1148 (2011).

2.Huang, C. Y. et al. Cell Host Microbe 26, 173-182 (2019).

原文以CRISPR might be the banana’s only hope against a deadly fungus為標題發表在2019年09月24日的《自然》新聞上