当微信朋友圈出现“香蕉可能要灭绝了”、“香蕉危机”等疑似标题党的文章时，我们第一反应可能觉得这是危言耸听。虽然谣言无处不在，但这并不是为了赚取流量而编造的故事，香蕉的危机正在蔓延。这场危机的源头，正是香蕉的头号死敌——尖孢镰刀菌（Fusarium oxyaporum f.sp.cubense），这种真菌可以导致香蕉枯萎病，严重时使得整株香蕉绝收。

尖孢镰刀菌与香蕉是世仇。早在十九世纪五十年代，尖孢镰刀菌的热带小种1号（Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 1）TR1就曾掀起一场“香蕉瘟疫”，并摧毁了当时市场主流的香蕉品种大麦克（Gros Michel）。种植者被逼无奈，只能使用备选品种卡文迪许（Cavendish）香蕉。好在卡文迪许不仅能够抵抗TR1，还具备了商业香蕉的各种特性——其硬度能够承受运输过程中的碰撞挤压，同时它的味道口感也为大众所喜爱。就这样，卡文迪许蕉逐渐成为市场主流，现如今已占据全球香蕉发运量的90%以上。大家在超市和水果市场所能买到的香蕉，绝大部分是卡文迪许。

香蕉的噩梦

然而，卡文迪许抗住了TR1，却无法抵抗TR1的兄弟TR4（Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4）。在爆发之初的20多年，TR4一直被控制在澳大利亚北部领土、东亚和东南亚部分地区。自2010年以来，这种疾病已经蔓延到南亚和东南亚的其他国家以及非洲的莫桑比克和中东地区。有报道称，在香蕉出口的核心地区拉丁美洲已发现TR4的踪迹。而拉丁美洲的沦陷，可能导致卡文迪许香蕉产量的大幅降低甚至灭绝。香蕉进入生死存亡的关键时刻，如果我们完全放任不管，在不久的将来，我们的后代可能只能在书中读到香蕉的味道。

有人可能会说，香蕉不过是一种水果，即使灭绝也可以为其他水果所代替。然而，事实远不只如此。香蕉不仅是许多国家和地区的重要经济来源，在非洲一些国家，更代替谷物充当着主粮的作用。全球有136个国家，在约1100万公顷的土地上种植着香蕉。印度、巴拿马、厄瓜多尔等多个国家作为香蕉的出口大国都依赖着香蕉提振本国经济。每年全球大约生产1.5亿吨的香蕉，为世界各地人民提供营养。在一些东非国家，如布隆迪、卢旺达和乌干达，香蕉提供了30-60%的人均每日卡路里摄入，乌干达的消费量更是高达每人每天1斤。

香蕉种植园（图源Bing Images）

对于广大吃货来说，香蕉也无疑是一种极为令人满意的水果。它适合大规模种植，因此价格较为低廉，即使是普通家庭也很容易就能实现“香蕉自由”。它色泽明亮、果实饱满、个大肉多，具有良好的品相。它口感软糯、不酸不涩、香甜可口，受到世界各地人民的喜爱。同时，适量食用香蕉还可以预防哮喘、心脏病、糖尿病等多种疾病，更具有促进消化、帮助记忆和调节情绪等功能。而香蕉这一人类的珍馐，经济的马车，如今却面临着如此紧迫的危机，我们应当如何来拯救它？

与当年TR1爆发的情况不同，这次没有现成的“备胎”品种来拯救香蕉产业。同时具备众多优良特性而又能抗TR4的香蕉品种还没有被发现。目前，香蕉种植园的园主们只能通过隔离、喷洒杀菌剂、培育无菌种苗的方式勉强维持着香蕉的生产。然而，由于尖孢镰刀菌可以在土壤中存活长达30年以上，杀菌剂也不能将其完全杀死，农事操作或动物活动都很容易将病菌传播。因此，香蕉枯萎病不仅难防难治，并且治标不治本，一旦停止严格的隔离和杀菌措施，尖孢镰刀菌就会马上卷土重来，这些防治措施不仅需要专业的知识和管理经验，并且大大提升了香蕉的生产成本。当成本增加到超过种植香蕉所产生的收益，或者超出消费者的购买水平时，香蕉“大众水果”的标签就会被撕下，消失在人们的视野中。更可怕的是，就算我们能在TR4的猛烈攻击下抢救一小部分的卡文迪许，随着时间的推移也还可能出现更加致命的病害攻击。大面积种植单一品种，就会不断面临这样的风险。

要从根本上解决这个问题，必须创制新的香蕉品种。一般来说，育种家培育新品种最常规的方式是杂交选育，简言之，就是通过杂交将优良的性状聚合在一起。比如将好吃的A品种与抗病的B品种进行杂交，就可以在后代中选出既好吃又抗病的品种。然而，我们所吃的三倍体香蕉几乎是不育的，只能通过无性繁殖的方式切下一块香蕉树的枝干，得到母体的复制品。因此杂交选育的方式在香蕉中完全行不通。自然界中并非没有进行有性繁殖的香蕉，二倍体野生香蕉就可以同时传承父母的基因。但是，繁殖后代所结成的种子变成硬子嵌在极少的果肉中，光是看了就让人没有胃口，根本无法食用。因此，要想创制能够食用的香蕉新品种，还是要从无性繁殖的香蕉身上做文章。

二倍体野生香蕉（图源Bing Images）

传统选育方法难以做到的事情，运用现代生物学技术却能很快实现。香蕉（Musa nana Lour.）如今已经完成了全基因组测序，并对重要基因进行了功能注释。此外，科研人员也已经在香蕉中建立了成熟完善的转化体系，可以对香蕉进行遗传操作，并且诱导出再生植株。早在2017年，澳大利亚昆士兰科技大学的James Dale团队就已经创制了转基因的抗病香蕉品种。他们将来源于二倍体香蕉的基因RGA2，以及来源于线虫的基因Ced9分别转到了卡文迪许中。在同样的实验条件下，没有进行转基因的卡文迪许感染了严重的枯萎病，而两种转基因香蕉都很健康。基于这一结果，Dale准备在进一步的大规模实验验证后向澳大利亚监管机构申请推广转基因卡文迪许香蕉。但问题在于，没有人知道推广申请能否得到官方批准；即使得到了澳大利亚官方支持，转基因在全世界范围内所受到的争议也可能会限制这一新品种的应用。

转基因香蕉对TR4免疫（图源《NATURE COMUNICATIONS》）

能否绕过转基因这一敏感议题？2013年出现的基因编辑技术或许是更好的解决方案。与转基因不同，基因编辑并不需要将外源基因序列引入植物基因组中。Dale就准备利用这一技术激活卡文迪许中一个同样存在于野生品种中的休眠基因，这样既能保证卡文迪许基因组的“纯正”，又能使得优良基因得以表达。从生物学原理角度来看，基因编辑产生的定点突变与传统的随机突变（自然突变或人工诱变）实质等同，因此通常被认为更加安全。然而，这样一项更为保险的技术，依旧受到了很多的争议。尽管哥伦比亚、智利、巴西、日本和以色列政府都已经发布官方声明，不会将基因编辑作物当做转基因作物一样监管；美国农业部也已经认定5 种无需监管可以直接种植和销售的基因编辑作物新品种，包括不易褐变的蘑菇、糯玉米、低植酸玉米、耐冷藏马铃薯和高油酸低亚油酸大豆。但是，欧盟却也明确表示会像对待转基因作物一样严格监管基因编辑作物。

经过基因编辑的香蕉植株（图源《NATURE》）

我们相信基因编辑拥有美好的前景，但这项技术仍需要更多讨论，其产物也应该得到合理的应用。历史上对科学界爆发的信任危机，大多来自于技术的滥用，趋利避害的天性使人类认为维持现状更加安全。但存在的风险，并不能成为禁止研究和发展技术的理由，无动于衷和望而却步在此时显然更为致命。香蕉本身缺乏遗传多样性的致命弱点依旧存在，说不准未来何时又会出现新型病害对香蕉产生更大的冲击。我们期待科学家们培育出更抗病的优质品种、研发出有效可行的香蕉疾病监测系统，不让香蕉离开我们的生活。

参考资料

[1] Myles K: The banana is one step closer to disappearing.National Geographic. (Accessed on 14 November 2019.)

[2] Benefits and health risks of bananas. https://www.medicalnewstoday.com/articles/271157

[3] Tripathi L, Ntui VO, Tripathi JN. CRISPR/Cas9-based genome editing of banana for disease resistance. Curr Opin Plant Biol. 2020;56:118-126. doi:10.1016/j.pbi.2020.05.003

[4] Dale J , James A , Pau J Y , et al. Transgenic Cavendish bananas with resistance to Fusarium wilt tropical race 4[J]. Nature Communications, 2017.