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国际原子能机构成功开展田间试验

香蕉镰刀菌枯萎病防治有望取得突破

Wolfgang Picot

香蕉是全球生产、贸易和消费最多的水果之一。 (图/国际原子能机构H Mduma)

由尖孢镰刀菌引起的镰刀菌枯萎病对全世界的香蕉种植构成了重大威胁。这种病原体对香蕉有害。由于香蕉种植对全球粮食安全起着至关重要的作用,因此应对这一挑战至关重要。值得注意的是,原子能机构已经完成一项田间试验,并取得了可喜的成果,这标志着在防治这一毁灭性病害的斗争中迈出了关键一步。

香蕉是全球生产、贸易和消费最多的水果之一。香蕉有1000多个品种,为生产国和进口国的人口提供着重要的营养。贸易量最大的品种是卡文迪什香蕉,将近占全球产量的一半,估计年产量达5000万吨。香蕉对一些最不发达国家和低收入缺粮国家尤为重要,在这些国家,香蕉作为一种经济作物,不仅有助于家庭粮食安全,还有助于创收。

镰刀菌枯萎病的威胁

镰刀菌枯萎病并不是一个新问题。曾一度主导全球市场的大米歇尔香蕉品种在20世纪中叶因这种病而严重减产。为此,人们培育出了对镰刀菌枯萎病原始菌株具有抗性的卡文迪什品种。然而,该病原体不断进化,镰刀菌的最新变种,新热带种族4号(TR4),现在威胁着卡文迪什品种。

粮农组织/原子能机构粮农核技术联合中心的主要研究员Pooja Mathur阐述了这一情况的严重性:“目前已确认TR4已蔓延到21个香蕉生产国,可能会对香蕉生产造成破坏性影响,进而影响粮食安全。”

在所有报告的病例中发现,一旦一块农田受到TR4的污染,对这种疾病的防治极具挑战性,而且成本高昂。这凸显了开发抗病香蕉品种以保护香蕉产业的紧迫性。

虽然卡文迪什香蕉因作为甜品或水果食用而广为人知,但还有许多其他香蕉品种被当作主食,特别是在发展中国家。这些被称为“烹饪香蕉”的品种是数百万人日常饮食中不可或缺的一部分。例如,东非二倍体品种“Mchare”型香蕉是坦桑尼亚和乌干达最受欢迎的烹饪香蕉。然而,这些烹饪香蕉也面临镰刀菌枯萎病的威胁,从而使这些地区的粮食安全受到严重威胁。

充满希望的突破

原子能机构与国际热带农业研究所合作,最近完成了一项为期18个月的田间试验,取得了充满希望的成果。这项试验在坦桑尼亚的一个地区进行,该地区是已知的尖孢镰刀菌古巴专化型种族1号高发区。试验测试了通过核技术突变育种开发的“Mchare”型烹饪香蕉。

“对我们来说,主要目标是在非洲培育出抗镰刀菌枯萎病的香蕉品种,这对数百万人的粮食安全和经济收入至关重要。”斯泰伦博斯大学镰刀菌枯萎病专家Altus Viljoen表示,“这项研究至关重要,因为这种病对香蕉作物构成了巨大威胁,尤其是在香蕉作为主食和主要收入来源的地区。”“Mchare”型香蕉是卡文迪什香蕉的亲本之一,改善其遗传特性对于香蕉改良具有巨大的潜力。

粮农组织/原子能机构联合中心的研究与创新

几十年来,粮农组织/原子能机构联合中心一直在防治镰刀菌枯萎病的前沿。它开发了突变育种的工具和技术,目的是增强香蕉的抗病性。最初的研究重点是针对镰刀菌枯萎病种族1号,现在已经扩展到种族4号(TR4)。这次田间试验包括在坦桑尼亚一个镰刀菌枯萎病高发区域种植了3000个“Mchare”型香蕉突变品种。原子能机构通过不断向田间引入镰刀菌,确保了病害压力始终居高不下。为了准确评估抗性,突变品系与野生型对照和易感品种一起种植。

经过18个月,试验结果清晰显示:大部分“Mchare”型香蕉表现出对尖孢镰刀菌枯萎病的完全抗性,而易感对照品种受到严重影响。“

这项研究对于粮食安全和香蕉种植的未来都至关重要。”Pooja Mathur表示,“提高‘Mchare’型等亲本品系的抗性,是朝着培育能够抵御TR4的健壮卡文迪什香蕉迈出的重要一步。”

下一阶段涉及在莫桑比克的尖孢镰刀菌古巴专化型种族1号和热带种族4号多地点高发区域进一步评估抗性品系。这些步骤将确保抗性品系在各种环境条件下的耐久性和有效性。

未来之路

田间试验的成功标志着在防治镰刀菌枯萎病方面取得了重大突破。粮农组织/原子能机构联合中心以通过突变育种进行亲本改良为重点,正在为应对镰刀菌枯萎病的威胁制定可持续和持久的解决方案,以帮助保护全球的香蕉种植。

 

2024.09
Vol. 65-2

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