Die Bananen-Apokalypse steht bevor, aber Biologen haben möglicherweise einen Schlüssel zu ihrem Überleben gefunden

Den Bananen in Ihrem Supermarkt und denen, die Sie zum Frühstück essen, droht aufgrund der Bananen-Fusarium-Welke (FWB) das funktionelle Aussterben. Diese Krankheit wird durch einen Pilzerreger namens Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) Tropical Race 4 (TR4) verursacht.

Dank jüngster Forschungen eines internationalen Forscherteams unter Leitung der University of Massachusetts Amherst wissen wir jedoch, dass Foc TR4 nicht aus dem Stamm entstanden ist, der in den 1950er Jahren den kommerziellen Bananenanbau vernichtete, und dass die Virulenz dieses neuen Stammes anscheinend auf einige akzessorische Gene zurückzuführen ist, die mit der Produktion von Stickoxid in Zusammenhang stehen.

Die Forschung, veröffentlicht In Naturmikrobiologieöffnet die Tür zu Behandlungen und Strategien, die die bisher unkontrollierte Ausbreitung von Foc TR4 verlangsamen – wenn nicht sogar kontrollieren – können.

„Die Bananensorte, die wir heute essen, ist nicht die gleiche wie die, die Ihre Großeltern gegessen haben. Diese alten Sorten, die Gros Michel-Bananen, sind funktionell ausgestorben und fielen dem ersten Fusarium-Ausbruch in den 1950er Jahren zum Opfer“, sagt Li-Jun Ma, Professor für Biochemie und Molekularbiologie an der UMass Amherst und leitender Autor der Studie.

Heute ist die beliebteste kommerziell erhältliche Bananensorte die Cavendish-Sorte, die als krankheitsresistente Antwort auf das Aussterben der Gros-Michel-Banane gezüchtet wurde. Etwa 40 Jahre lang gedieh die Cavendish-Banane weltweit auf riesigen Monokulturplantagen, die den Großteil der kommerziellen Bananenernte der Welt liefern.

Doch in den 1990er Jahren neigten sich die guten Zeiten für die Cavendish-Banane dem Ende zu. „Es gab einen weiteren Ausbruch der Bananenwelke“, sagt Hauptautor Yong Zhang, der unter Mas Leitung im Studiengang Organismische und Evolutionäre Biologie der University of Massachusetts Amherst promovierte. „Sie breitete sich wie ein Lauffeuer von Südostasien nach Afrika und Mittelamerika aus.“

„Wir haben die letzten zehn Jahre damit verbracht, diesen neuen Ausbruch der Bananenwelke zu untersuchen“, sagt Ma, der Experte für Fusarium oxysporum ist, das keine einzelne Art ist, sondern ein „Artenkomplex“ mit Hunderten verschiedener Sorten, die darauf spezialisiert sind, unterschiedliche Wirtspflanzen zu befallen. Diese Sorten werden durch den Erwerb stammspezifischer Zusatzgene zusätzlich zu einem gemeinsamen Kerngenom bestimmt.

„Wir wissen jetzt, dass der Erreger TR4, der die Cavendish-Banane zerstört, nicht aus der Art hervorgegangen ist, die die Gros-Michel-Bananen dezimiert hat. Das Genom von TR4 enthält einige akzessorische Gene, die mit der Produktion von Stickoxid in Zusammenhang stehen, das der Schlüsselfaktor für die Virulenz von TR4 zu sein scheint.“

Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, sequenzierten und verglichen Yong, Ma und ihre Co-Autoren aus China und Südafrika sowie von Universitäten in den USA 36 verschiedene Foc-Stämme aus aller Welt, darunter auch jene Stämme, die Gros Michel-Bananen befallen. Dann entdeckte das Team mit Hilfe des Institute for Applied Life Sciences der University of Massachusetts Amherst, dass Foc TR4, das für den aktuellen Ausbruch der Bananenwelke verantwortlich ist, einige zusätzliche Gene sowohl für die Produktion als auch für die Entgiftung von Stickstoffmonoxid des Pilzes verwendet, um in den Wirt einzudringen.

Obwohl das Team noch nicht genau weiß, wie diese Aktivitäten zum Krankheitsbefall der Cavendish-Banane beitragen, konnte es feststellen, dass die Virulenz von Foc TR4 stark reduziert wurde, als zwei Gene eliminiert wurden, die die Stickoxid-Produktion steuern.

„Die Identifizierung dieser zusätzlichen genetischen Sequenzen eröffnet viele strategische Möglichkeiten, die Ausbreitung von Foc TR4 einzudämmen oder sogar zu kontrollieren“, sagt Yong.

Dennoch weist Ma schnell darauf hin, dass das größte Problem bei einem unserer beliebtesten Frühstücksgerichte der Monokulturanbau sei.

„Wenn es bei einer großen kommerziellen Nutzpflanze keine Vielfalt gibt, wird sie zu einem leichten Ziel für Krankheitserreger“, sagt sie. „Wenn Sie das nächste Mal Bananen kaufen, probieren Sie verschiedene Sorten aus, die vielleicht in Ihrem örtlichen Feinkostladen erhältlich sind.“