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用核技术对抗香蕉枯萎病大流行

2021-12-27 14:14     来源:IAEA     核技术国际原子能机构诱变育种

2021 年,专家们在拉丁美洲的许多香蕉种植园看到枯萎病。(照片:M.Dita/Biodiversity International,哥伦比亚)

枯萎病或巴拿马枯萎病被认为是世界上最致命的香蕉病害,它正在拉丁美洲迅速蔓延,并损害了世界上最受欢迎的出口香蕉品种卡文迪什的全球供应。国际原子能机构与联合国粮食及农业组织(粮农组织)合作,正在与南美洲的专家联手,利用核科学与核技术来对抗、管理和预防这种疾病的传播,挽救生计并确保粮食安全。

国际原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西说:“当安第斯社区与我们联系时,我们意识到情况很严重,我们应该利用我们的核专业知识阻止疾病的进一步传播。”

香蕉是该地大部分地区的主食,尤其是较贫困地区,同时也是一种重要的经济作物。超过 84% 的香蕉由小农生产并供应国内市场,而热带地区生产的其余 16% 用于出口。

粮农组织称,卡文迪什香蕉约占全球香蕉产量的47%,几乎占所有香蕉出口量。科学家表示,如果疾病进一步蔓延,经济损失和失业将不可避免。印度尼西亚已经遭受了大约 1.21 亿美元的经济损失,而作为世界第五大香蕉出口国的哥伦比亚,如果不迅速控制这种疾病,每年可能会失去 30,000 个工作岗位和 8 亿美元的出口收入。

2021 年 8 月下旬,安第斯社区(玻利维亚、哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁)的专家和当局在发现该疾病的最新变种“热带种族 4”(TR4)在该地区继续传播时,与原子能机构取得了联系。该变种于 2019 年首次在拉丁美洲的在哥伦比亚被报告,并于 2021 年初在秘鲁被观察到。

“当我们发现秘鲁有超过 80 公顷的土地和哥伦比亚有 250 公顷的土地受到影响时,玻利维亚也开始担心这种疾病会很快蔓延到其香蕉种植园。作为一个社区,我们清楚地看到,我们的国家需要通过核技术和相关生物技术的专门援助来克服这种疾病并阻止其在拉丁美洲地区的传播,”厄瓜多尔国家农业研究所研究技术员 Antonio Bustamante 说。厄瓜多尔是世界上出口香蕉最多的国家。

TR4 是一种土传病原体,这意味着它可以在土壤中存活数十年并破坏土壤中生长的健康植物,导致作物损失并使疾病难以控制。过去十年在 20 个国家发现了这种病原体,原子能机构正在提供支持以阻止该疾病进一步升级。

安第斯山脉采取行动防治枯萎病

国际原子能机构和粮农组织联合开展了一项紧急技术合作项目,旨在通过监测、早期检测、遗传抗性和综合管理加强国际能力,预防和控制该疾病。

“我们使用辐照来修饰植物材料以开发抗病品种,并使用聚合酶链反应 (PCR) 或 DNA 测序的核衍生技术来检测疾病并阻止其传播,”原子能机构核科学与应用部副部长兼负责人 Najat Mokhtar 解释说。

在过去七年中,原子能机构通过粮农组织/原子能机构粮食和农业核技术联合中心开展的创新研发活动使现在可以提供量身定制的技术支持,以对抗TR4。由于这些活动和技术支持,研究人员在利用辐射诱导的遗传变异来开发香蕉对 TR4 的抗性方面取得了重大进展。粮农组织/国际原子能机构联合中心正在进行的细胞和组织培养研究预计将进一步加快香蕉遗传抗性的发展步伐,因为它们构成了对 TR4 管理的快速反应的重要组成部分。

粮农组织/国际原子能机构联合中心的专家表示,应对巴拿马枯萎病的最佳长期解决方案是遗传抗性。在 20 世纪早期疾病的第一个病程中,今天最广为人知的香蕉品种卡文迪什取代了以前流行的大米歇尔香蕉品种,后者容易感染病原体的早期变种。通过植物诱变育种,可以培育出卡文迪什抗病新品种,这在中国已有先例。

控制任何疾病或病毒的传播依赖于早期和快速的检测、隔离和遏制。这同样适用于 TR4。通过使用 PCR,科学家可以确认香蕉上病原体的身份,并澄清它们是否患病。如果足够早地发现它们,它们可以立即被销毁,并且可以在感染邻近的种植园之前采取遏制措施。

“在原子能机构通过粮农组织/原子能机构联合中心开展的研究和开发活动的基础上,技合计划现在能够为农业遭受枯萎病的国家提供支持。通过在全球范围内开展合作,我们可以建立能力,阻止疾病进一步传播,避免全球香蕉流行病毁坏世界上最受欢迎的水果之一,”原子能机构副总干事兼技术合作司司长刘华说。

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