Valgomais vaisiais bananai tapo dėl genetinio atsitiktinumo gamtoje, kai išsivystė besėklis vaisius, kurį visi taip mėgstame.
Kone visi bananai, parduodami Vakarų pasaulyje, priklauso vadinamajam rūšies „Cavendish“ pogrupiui ir genetiškai yra kone identiški. Šie bananai yra nevaisingi, o dauginami jie klonavimo būdu – arba naudojant ataugas ar nuopjovas nuo požeminės stiebo dalies, arba taikant šiuolaikinį audinių kultūrų metodą.
Visiems pažįstamiems ryškiai geltonos spalvos „Cavendish“ bananams, kurių gausu prekybos centruose, turguose ir vaisių lėkštėse, gresia pavojus. Ši visame pasaulyje paplitusi genetiškai identiškų augalų monokultūra neatspari ligų protrūkiams. Kartą bananų pramonę jau buvo nusiaubusios grybelinės ligos, ir tai gali pasikartoti, jei mes nespręsime šios problemos priežasčių.
Mokslininkai, siekdami užkirsti kelią „Cavendish“ pogrupio išnykimui, tiria laukinių bananų rūšių genetiką ir bananų patogenus.
Pamokanti „Big Mike“ istorija
Iki septintojo praėjusio amžiaus dešimtmečio komercinėse plantacijose buvo labiausiai paplitusi viena rūšis – „Gros Michel“, dar vadinama „Big Mike“. „Big Mike“ rūšies bananai buvo tokie populiarūs vakaruose, kad bananų pramonė jų augino vis daugiau. Tūkstančiai hektarų tropinių miškų Lotynų Amerikoje buvo paversti didžiulėmis „Gros Michel“ bananų plantacijomis.
„Big Mike“ rūšį būtent dėl populiarumo vos neištiko katastrofa: šeštajame ir septintajame dešimtmetyje visose plantacijose praūžė grybelinės ligos, žinomos kaip Fusarium wilt arba Panamos liga, pandemija. Ji beveik sunaikino „Gros Michel“ rūšį, tad bananų auginimo pramonė vos nesužlugo.
Dėl šios nelaimės buvo kalta žemėje gyvenanti bakterija: grybelis Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc). Šiuo grybeliu užsikrėtė augalų šaknys ir stiebai. Kadangi iš šaknų į stiebus ir šakas nebuvo pernešamas vanduo ir maistinės medžiagos, augalai vyto ir nyko.
Ar istorija kartojasi?
„Cavendish“ bananai yra atsparūs pragaištingajai Fusarium grybelio atmainai, tad ši rūšis pakeitė „Gros Michel“, kai ši tapo ligos auka. Nors „Cavendish“ bananai ne tokie skanūs, be to, juos auginant kyla didesnių logistinių problemų, nes tačiau jie vis dėlto galiausiai pakeitė „Gros Michel“ komercinėse bananų plantacijose. Visa bananų auginimo pramonė buvo pertvarkyta, ir šiais laikais, „Cavendish“ rūšies bananai sudaro 47 proc. visų pasaulyje užauginamų bananų ir 99 proc. visų komerciškai užauginti ir į išsivysčiusias šalis eksportuojamų bananų.
Deja, „Cavendish“ rūšis taip pat turi silpnybių, kurių viena didžiausių yra neatsparumas ligai, vadinamai Black Sigatoka, kurią sukelia grybelis Pseudocercospora fijiensis. Šis grybelis pažeidžia augalų lapus, sukelia ląstelių mirtį, paveikia fotosintezę, tad augalas užaugina mažiau vaisių, jie būna prastesnės kokybės. Jei šios ligos protrūkis nekontroliuojamas, bananų derlius gali sumažėti 35-50 proc.
„Cavendish“ augintojai šiuo metu su Black Sigatoka liga kovoja nugenėdami užkrėstus lapus ir apdorodami augalus fungicidais. Norint kontroliuoti šią ligą, cheminėmis medžiagomis bananus gali tekti apdoroti 50 kartų per metus. Toks dažnas fungicidų naudojimas neigiamai veikia aplinką ir bananų augintojų sveikatą, taip pat didina produkcijos kainą. Be to, taip kovojant su liga, fungicidams atsparios grybelio atmainos tampa dar atsparesnės, o šioms atmainoms plintant, ilgainiui šią ligą bus vis sunkiau kontroliuoti.
Tarsi viso šito dar būtų negana, „Cavendish“ ėmė pulti kita Fusarium oxysporum grybelio atmaina – Tropical Race 4 (TR4). Ši liga pirmą kartą buvo nustatyta dešimtojo dešimtmečio pradžioje Taivane, Malaizijoje ir Indonezijoje, o nuo to laiko išplito ir į daugumą Pietryčių Azijos, Artimųjų Rytų ir Afrikos šalių. Jei TR4 išplis ir Lotynų Amerikos bei Karibų regionuose, eksportui auginamų bananų pramonei šioje pasaulio dalyje iškils didelis pavojus.
„Cavendish“ rūšis yra beveik visai neatspari TR4. Bananų augintojai kol kas imasi laikinų sprendimų – jie bando užkirsti kelią šiai ligai naujuose regionuose, naudoja neužkrėstas sodinimo medžiagas ir riboja dirvožemio, kuris potencialiai gali būti užkrėstas, transportavimą iš vieno ūkio į kitą.
Ir „Black Sigatoka“, ir Panamos ligą sunku sukontroliuoti, jos nulemia rimtus gamybos nuostolius. Kai plantacijos atidžiai stebimos ir atsiradus menkiausiems šių ligų požymiams imamasi priemonių ir ligos plitimas sustabdomas, šių ligų rizika ir jų sukelti nuostoliai gerokai sumažėja, kaip neseniai pademonstravo Australija. Bet daugumoje plantacijų tokios priemonės netaikomos.
Genetiniai bananų tyrimai
Kad mūsų auginami bananai būtų atsparesni ligoms, reikia plėtoti didesnę jų genetinę įvairovę.
Laukinėje gamtoje egzistuoja daugiau nei tūkstantis bananų rūšių. Nors dauguma jų nepasižymi reikiamomis agronominėmis savybėmis – pavyzdžiui, dideliu besėklių, nerūgščių, ilgai išsilaikančių vaisių derliumi – jie vis vien galėtų tiesiogiai pakeisti „Cavendish“ rūšies bananus, bent jau tapti nauju genetiniu šaltiniu. Mokslininkai gali tirti šias laukines rūšis ir ieškoti jose atsparumo genų bei kitų pageidaujamų savybių, kurias vėliau galėtų panaudoti genų inžinerijos ir selekcijos programose.
Tačiau iki šiol buvo dedama per mažai pastangų ir skiriama per mažai lėšų tam, kad laukinių bananų genetinė medžiaga būtų renkama, apsaugoma, tiriama ir panaudojama. Per pastarąjį šimtmetį kone visi kiti augalai, naudojami maisto pramonėje, buvo gerokai patobulinti taikant augalų selekciją, bet bananų auginimo pramonėje genetika ir selekcija beveik nebuvo taikomos.
Kaip padėti augalams įveikti patogenus
Vis dėlto dabar jau žengiami pirmieji žingsniai šia kryptimi. Dabar mes žinome, kokios yra banano genomų sekos ir kokie grybeliai sukelia Fusarium ir Sigatoka ligas. Šie tyrimai padėjo išsiaiškinti kai kuriuos molekulinius mechanizmus, kuriuos šie grybeliniai patogenai naudoja sukeldami bananų ligas.
Šios žinios yra pagrindas tyrinėjant laukines ir išvestas bananų rūšis ir siekiant rasti ligoms atsparius genus. Dabar tyrėjai turi priemones, kurios gali padėti nustatyti genus, užtikrinančius laukinių bananų ar kitų augalų atsparumą ligoms. Tyrėjai gali pritaikyti klasikinius augalų selekcijos ar genų inžinerijos metodus ir perkelti šiuos genus į išvedamus kultivarus. Mokslininkai taip pat naudoja šias priemones toliau tyrinėdami bananų patogenų dinamiką ir evoliuciją ir stebėdami, ar kinta jų atsparumas fungicidams.
Naujausios priemonės ir išsamios žinios apie genomų sekas, taip pat ilgalaikiai perspektyvūs tyrimai genetikos, genų inžinerijos ir augalų selekcijos srityje gali mums padėti įveikti patogenus, kurie šiuo metu niokoja „Cavendish“ bananų plantacijas.
Akivaizdu, kad reikia didinti genetinę auginamų bananų įvairovę, kad nebebūtume priklausomi nuo vienalyčių klonų, tokių kaip „Cavendish“ ar prieš šią veislę auginta „Gros Michel“. Kitaip istorija ir vėl pasikartos.
