昆士兰大学的研究人员在 Andrew Chen 博士和 Elizabeth Aitken 教授的带领下，确定了负责对镰刀菌枯萎病亚热带4号小种（STR4）——巴拿马病的一种破坏性菌株——产生抗性的特定基因组区域。
镰刀菌枯萎病与香芽蕉面临的威胁
“镰刀菌枯萎病——也称为巴拿马病——是一种破坏性的土传病害，通过其强毒力的4号小种菌株影响全世界的种植香芽蕉，”Chen 博士说。
这种真菌通过土壤侵袭植株，导致其枯萎和死亡。更糟糕的是，它会在土壤中留下持久的污染，危及未来的作物。
Chen 博士解释道：“识别并利用野生香蕉的天然抗性，是应对这种病原体的长期且可持续的解决方案，该病原体会导致宿主植物枯萎死亡，并在土壤中留下残留物感染未来的作物。”
野生香蕉遗传抗性的定位
研究团队将抗性来源追溯至一种名为 Calcutta 4 的野生二倍体香蕉。为了精确定位这一保护性状，研究人员将 Calcutta 4 与来自另一种二倍体亚种的易感病香蕉进行了杂交。
“通过将 Calcutta 4 与二倍体香蕉群中不同亚种的易感病香蕉杂交，我们在 Calcutta 4 中定位了 STR4 抗性的来源，这是一种高度可育的野生二倍体香蕉，”Chen 博士说。
在培育出新生植株后，科学家们让其暴露于 STR4 环境中，并比较了存活植株与受感染植株的 DNA。
“在将新的子代植株暴露于 STR4 后，我们检查并比较了那些死于病原体和未死于病原体的植株的 DNA。
“我们将 STR4 抗性定位在 Calcutta 4 的5号染色体上。
“这是一个非常重要的发现；这是首次对该野生亚种的4号小种抗性进行的遗传剖析。”
运用先进遗传学的五年努力
该项目通过农业与食品可持续性学院进行，历时五年。每一代香蕉植株都必须生长至少12个月，研究人员才能测试其抗病性，并在其开花后继续育种。
为了取得这一发现，团队结合了正向遗传学（群体构建和病害筛选）、基因组测序和集团分离分析法。
迈向抗镰刀菌枯萎病的商业香蕉
Chen 博士表示，这些发现将支持能够抵御镰刀菌枯萎病的商业香蕉品种的开发。
“虽然 Calcutta 4 提供了关键的遗传抗性，但它不适合作为商业栽培品种，因为它结出的果实并不适于食用，”他说。
研究的下一阶段侧重于将这一遗传见解转化为实用的育种工具。
“下一步是开发分子标记以有效追踪抗性性状，这样植物育种家就可以在任何病害症状出现之前，早期且准确地筛选幼苗。
“这将加速选育过程，降低成本，并有望最终培育出既美味可口、易于种植，又通过其遗传特性天然免受镰刀菌枯萎病侵害的香蕉。”
STR4 影响全世界亚热带地区的香蕉作物。它是澳大利亚发现的热带4号小种（TR4）的一种遗传变异体。
该研究由园艺创新组织（Hort Innovation）通过香蕉产业税资金和澳大利亚政府的资助提供资金支持。预计这些结果将指导未来的投资，旨在将这些遗传发现转化为香蕉育种和更广泛行业采用的实用工具。
研究结果发表在《园艺研究》（Horticulture Research）上。