バナナは絶滅の危機に瀕しているが、科学者たちは計画を立てている

あなたのフルーツボウルに点在する鮮やかなバナナは、深刻な問題を抱えています。人気のバナナが、真菌病原体によって絶滅の危機に瀕しています。バナナ萎凋病 (FWB) は、果物への栄養の流れを妨げ、果物を萎凋させます。1950 年代、この病原体は商業用バナナの収穫を一掃し、グロスミッシェルバナナという 1 つの種を機能的に絶滅させました。

しかし、この色鮮やかな果物のすべてが失われたわけではない。国際的な科学者チームによる新たな研究は、バナナを枯らす微生物の背後にある分子メカニズムを正確に特定し、この病原菌に対する新たな治療法や戦略への扉を開いた。この研究結果は、8月16日にネイチャー・マイクロバイオロジー誌に掲載された論文で詳細に述べられている。

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バナナを傷つけているものは何ですか?

作物の不作の原因は、非常に長い名前を持つ真菌病原体、Fusarium oxysporum f.sp. Cubense ( Foc) tropical race 4 (TR4) です。Foc TR4 と略されるこの真菌は、1950 年代にバナナの収穫を数本壊滅させ、1 つの種を全滅させましたが、危険にさらされている植物はバナナだけではありません。

「種複合体として、フザリウム・オキシスポラムは100種類以上の異なる植物宿主に感染する可能性があります」と、研究の共著者でありマサチューセッツ大学アマースト校の分子生物学者であるリー・ジュン・マー氏はポピュラーサイエンス誌に語っている。

この毒性の一部は、ゲノムとその変化の仕方に起因します。Ma 氏によると、 Fusarium oxysporum のゲノムは、コアゲノムとアクセサリゲノムの 2 つの部分に分けられます。コアゲノムは、ゲノムを維持するための主要なハウスキーピング機能のすべてを実行します。アクセサリゲノムは、株ごとに自由に変化し、特定の植物に感染する能力を含む特殊な機能を処理できます。

病原体とそのゲノムが分子レベルでどのように機能するかを理解することは、病原体に対抗し、さらに多くのバナナの種が絶滅するのを防ぐ方法を開発するための鍵となります。

祖父母のバナナやキノコとは違う

50 年以上前、この菌類戦争の最初の犠牲者はグロス ミシェル バナナでした。バナナ萎凋病への対策として、キャベンディッシュ種が病気に強い代替品として育成され、現在市販されているバナナの中で最も人気のある種類となっています。この方法はしばらくは効果がありましたが、1990 年代には、東南アジアから中央アメリカに広がるバナナ萎凋病が再び発生しました。

マー氏と彼女のチームは、過去 10 年間、TR4 のゲノムがキャベンディッシュ バナナのバナナ萎凋病の新たな発生とどのように戦うかを研究してきました。驚いたことに、彼らは、TR4 が実際には 50 年代に作物を壊滅させた同じ病原菌に由来するものではないことを発見しました。

「キャベンディッシュバナナを枯らす病原菌TR4は、グロスミシェルバナナを壊滅させた種から進化したものではないことがわかった」と、マー氏は研究に付随するプレスリリースで述べた。「TR4のゲノムには、一酸化窒素の生成に関連する補助遺伝子がいくつか含まれており、これがTR4の毒性の重要な要因であると思われる」

有害ガス

この新しい研究では、米国、中国、南アフリカの研究所のマ氏と共著者らが、世界中の 36 種類の Foc 株の配列を解析し、比較しました。これらの株には、グロスミッシェル バナナを攻撃する株も含まれています。配列解析により、バナナ萎凋病の現在の発生の原因となっている Foc TR4 が明らかになりました。この株は、宿主に侵入する際に、2 つの目的でいくつかの補助遺伝子も使用します。これらの遺伝子は、真菌の一酸化窒素の生成と解毒の両方を行います。

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「予想通り、TR4ゲノム内に、宿主への侵入を促進する有害ガスである一酸化窒素の生成など、その毒性に寄与する補助配列を発見しました」とマー氏は言う。

研究チームは、このガスが具体的にどのようにキャベンディッシュバナナの病気の蔓延に寄与しているのかをまだ解明していない。しかし、一酸化窒素の生成を制御する 2 つの遺伝子が除去されると、Foc TR4 の毒性が大幅に低下することを突き止めることができた。

「これらの補助遺伝子配列を特定することで、Foc TR4の拡散を緩和、あるいは制御するための多くの戦略的手段が開かれる」と、研究共著者でUMASSアマースト校のポスドク研究員であるヨン・チャン氏は声明で述べた。

「農家にいつも感謝の気持ちを伝えましょう」

今後の研究では、研究チームは、菌類がどのようにして自らを傷つけずにこのような有害なガスを生成できるのかをより深く理解したいと考えています。研究チームは、一酸化窒素の生成を阻害するさまざまな方法をテストし、植物細胞に損傷を与える前にガスを除去できる遺伝子を探索したいと考えています。

重要なのは、このような取り組みによって、農業における単一栽培や単一種への依存の危険性についての認識が高まることです。

「単一品種の栽培は単一栽培とも呼ばれ、病原菌の繁殖の温床となります」と馬氏は言う。「市場で多様なバナナの需要を増やすために、意図的に棚から異なる品種のバナナを選ぶことができます。地元で買い物をすることで、地元の生産者を支援することができます。」

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これは、私たちの食卓に並ぶすべての食べ物を生産する人々の時間と労力を大切にすることの大切さを教えてくれる教訓でもあります。

「私たち消費者は、バナナやその他の果物や野菜が食料品店で売られているものではないことを理解すべきです」とマー氏は言う。「私たちの食卓に食べ物を届け、私たちの体を養うために、多大な努力が払われています。体中に土や泥をまとった農家を見かけたら、必ず感謝の気持ちを伝えてください。」