Как мы теряем бананы

Автор:

11 июля 2018 04:39

840

Вечная проблема растениеводства: селекционеры стремятся вывести самый лучший во всех отношениях сорт. Когда это удается, новый сорт вытесняет все или почти все остальные, после чего начинаются неприятности. Широко распространяются болезни и паразиты, приспособившиеся именно к этому сорту, а так как других сортов на полях почти не осталось — они ведь хуже, — то под угрозой оказывается само существование этой культуры как вида.

Такая судьба угрожает сейчас бананам.

На фото — обработка плантаций фунгицидами.

Банан одомашнен 15 тысяч лет назад, и за тысячи лет разведения его генетическое разнообразие настолько снизилось, что на плантациях не найдется разновидностей, которые не поддаются болезням. Грибковая или бактериальная болезнь, возникнув в одной стране, может обойти весь тропический пояс. И прилавки окажутся пустыми.

Подавляющее большинство бананов, лежащих на наших лотках и прилавках, да и продающихся во всем мире, относятся к сорту Кавендиш. По всему миру ежегодно съедается сто миллиардов плодов этого сорта. Все они одинаковы, как близнецы, хотя выращены в разных странах и восходят к экземпляру, найденному в начале прошлого века в Юго-Восточной Азии. Отросток от него привезли в ботанический сад в Гондурасе. В коммерческое разведение Кавендиш пустили около полувека назад.

Однако до того в мире преобладал другой сорт — Гро-Мишель. Он был крупнее, слаще и вкуснее Кавендиша. Но в начале прошлого века плантации Гро-Мишеля начала косить «панамская болезнь». Грибок, ее вызывающий, появился впервые в Суринаме, уже в 20-х годах достиг Гондураса (тогда эта страна была первым в мире экспортером бананов, сейчас она на третьем месте, за Эквадором и Коста-Рикой). Производители пытались убежать от болезни, забрасывая плантации, зараженные спорами грибка, и вырубая или выжигая в лесу новые поля. Однако это не помогало, и к началу 60-х годов возник мировой дефицит бананов, а основные экспортеры обанкротились. Тогда и выступил на первый план Кавендиш, уступающий старому сорту по многим качествам, зато устойчивый к опасному грибку. Потребителям пришлось привыкать к новому вкусу.

В 1992 году в Азии обнаружил и новый штамм панамского грибка, пожирающий и сорт Кавендиш. С тех пор этот штамм, которому присвоен номер 4, опустошил банановые плантации Индонезии, Малайзии, Австралии и Тайваня. Африка и Латинская Америка пока свободны от штамма 4, но это лишь вопрос времени. В Латинской Америке зато уже появилась другая грибковая болезнь — «черная сигатока» (впервые отмечена в долине Сигатока на острове Фиджи в 1963 году). Если бананы вымрут, в тропиках 20 миллионов человек окажутся без средств к существованию.

Грибок атакует капиллярную систему растений, не давая ей забирать воду.

Вот так это выглядит изнутри ствола:

Поэтому селекционеры готовятся заменить Кавендиш новым сортом, устойчивым к штамму 4 и к «черной сигатоке». В небольшом ботаническом саду Гондурасского фонда сельскохозяйственных исследований растет более 300 разновидностей банана. Исследователи стремятся традиционным путем скрещивания и отбора вывести новый сорт, который не боялся бы грибков, а по вкусу и внешнему виду был бы как можно более близок к привычному Кавендишу. Неприятность в том, что темпы обычной селекционной работы не поспевают за скоростью эволюции грибка. От опыления до созревания фруктов проходит около четырех месяцев. Потом надо добыть семена. За 15 тысяч лет человек превратил банан в почти бессемянное растение (так вкуснее!), размножаемое отростками. Поэтому для поиска гибридных семян бананы протирают через мелкую сетку. Одно семечко приходится примерно на триста плодов, а из трех семян прорастает одно. Потом надо вырастить растение и проверить, заражается ли оно грибками.

На другой стороне земного шара, в Бельгии, ученые стараются максимально ускорить этот процесс методами генной инженерии. В лаборатории тропических культур при Католическом университете в городе Леувен более 1200 разновидностей бананов содержатся на питательной среде в виде клубочков меристемной ткани или крошечных растеньиц в пробирках. Их генный материал хранится в жидком азоте. Пересаживая гены от других растений, бельгийские генетики получают новые сорта бананов. Так, внедрив в банан ген из редиски, они создали сладкий сорт, не боящийся «черной сигатоки». Как подчеркивают генетики, только их методы позволят спасти Кавендиш, поскольку этот сорт полностью лишен семян и потому не поддается обычной селекции.

Сколько лет у биологов в запасе? Некоторые специалисты отводят Кавендишу еще пять лет, другие — десять. Оптимисты говорят, что успеют обогнать болезнь. Пессимисты считают, что любителям фруктов придется перейти на яблоки.

Заболевание быстро распространяется и сейчас поражает плантации по всему миру.

Бананы из группы сортов Кавендиш, составляющей 95 процентов всех продаваемых бананов, полностью лишены семян, и поэтому их так удобно есть. Однако отсутствие в плодах семян означает, что растения лишены обычного способа размножения через семена. Сегодня во всей банановой отрасли используется практически только одна группа сортов Кавендиш, так как при сбыте бананов одной группы оптимизируются затраты по сбору урожая, упаковке и транспортировке, и в результате потребители получают однородный продукт. Таким образом, подавляющее большинство бананов, продающихся в мире, являются клонами, и все эти сорта могут быть в одинаковой степени подвержены определенным болезням. Так оно сейчас и происходит. Появился грибок Mycosphaerella fijiensis (Мореле), вызывающий болезнь бананов “черная сигатока” (пятнистость листьев), который угрожает производству бананов во всем мире. В качестве ответных мер производители могут только проводить массированные обработки плантаций фунгицидами, которые сказываются на здоровье людей и имеют финансовые последствия. Совместный отдел ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в области продовольствия и сельского хозяйства, основоположник в области мутационной селекции на основе культуры ткани, ведет сейчас работы по поиску мутаций бананов, устойчивых к этому грибку.

По данным анналов генетического разнообразия растений, в мире насчитывается более 1000 разновидностей бананов. Плоды бананов имеют различную окраску: от красной до черной, от зеленой до каштановой. Бывают сладкие сорта бананов, употребляющиеся в сыром виде, и крахмалистые, которые нужно сначала подвергать кулинарной обработке. Они также обладают различной пищевой ценностью, а в Нигерии даже есть сорт, который используется для лечения бесплодия. Однако на прилавке своего супермаркета потребитель, скорее всего, увидит только один сорт бананов, и этот же сорт будет продаваться в магазине на другой стороне города, в соседнем районе и в соседней стране, т.е. почти в каждом магазине мира. Вся мировая отрасль производства бананов использует одну разновидность сладких, бессемянных бананов – группу сортов Кавендиш.

Эта разновидность была выбрана производителями для коммерческого разведения из-за ее устойчивости к болезни, которая в 60-е годы прошлого века грозила подорвать все производство бананов в мире. Сегодня история повторяется. В мире стала распространяться другая болезнь бананов – черная сигатока, и чувствительная к нему группа сортов Кавендиш уже становится его жертвой. Еще более зловещий характер эта угроза приобретает из-за способа размножения этой разновидности бананов: все растения являются клонами и в одинаковой степени подвержены этой угрозе.

«Только в Мозамбике мы теряем 15 000 плантаций в неделю, это означает 236 000$ в неделю» — др. Джордж Махуку, главный фитопатолог IITA (Международный институт тропического сельского хозяйства).

Борьба с грибковым заболеванием бананов – гонка со временем

Переход на новый сорт бананов, не имеющий чувствительности к черной сигатоке, потребует от отрасли радикальных и дорогостоящих мер – переоснащения всей производственной инфраструктуры. Вместо этого производители бананов каждые шесть дней обрабатывают плантации фунгицидом с воздуха, а этот препарат может оказывать губительное побочное действие на организм человека, в том числе вызывать замедление роста у детей или выкидыши. Применение фунгицида также связано со значительными затратами, которые не могут себе позволить многие из 400 млн. людей, для которых бананы – это способ прокормить свои семьи или немного заработать.

Фунгицидные обработки будут продолжаться до тех пор, пока распространенный сегодня сорт не станет устойчивым к черной сигатоке. Поэтому Совместный отдел ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в области продовольствия и сельского хозяйства, один из основоположников и мировых лидеров в области генетических мутаций растений, включился в гонку со временем и в срочном порядке организует работу со странами по выведению новых разновидностей бананов с признаками устойчивости к грибку.

Поиск устойчивости к грибку – это лотерея

Процесс индукции мутаций бананов состоит в облучении тысяч крошечных растеньиц гамма или рентгеновскими лучами, вызывающими случайные мутации. Затем проводится скрининг, чтобы определить, не произошло ли такого воздействия на гены, которое могло бы привести к появлению требуемого признака: в данном случае – устойчивости к черной сигатоке. Это как лотерея: чем совершеннее скрининг, тем скорее может быть обнаружен тот самый уникальный улучшенный сорт бананов.

К настоящему времени лаборатория селекции и генетики растений Совместного отдела ФАО/МАГАТЭ получила три мутации растений бананов, которые в лабораторных условиях показывают устойчивость к токсинам возбудителя черной сигатоки. Следующим этапом станет проведение испытаний в поле, чтобы определить будут ли бананы, выращенные из этих растеньиц, обладать устойчивостью в полевых условиях.

Основная цель проводимой Совместным отделом ФАО/МАГАТЭ работы с индукцией мутаций заключается в том, чтобы помочь мелким фермерам и средним производителям. Так ими были созданы коммерческие сорта бананов, благодаря которым урожаи фермеров в Судане выросли на 30 процентов, а в 600 семейных хозяйствах в Шри-Ланке внедрены методы микроразмножения, благодаря которым доходы семей выросли в 25 раз – результат настолько успешный, что правительство Шри‑Ланки рекомендовало местным фермерам переключиться с выращивания низкотоварного риса на прибыльные бананы.