對于香蕉這種顏能打、味道好、對懶人友好的水果,大多數人應該都不會拒絕。據統(tǒng)計,香蕉是世界上消耗量最大的水果之一,2018年全世界范圍出口總量就超過2300萬噸。然而,或許你還不知道,這種水果已經經歷過一次“滅頂之災”,并且正在或即將經歷第二次嚴峻考驗。
大麥克的“滅頂之災”
我們現在吃的香蕉,最早的祖先可追溯到東南亞一個叫小果野芭蕉(Musa acuminata)的野生品種,它的果實中有很多又大又硬的種子,并不能吃。但是隨著人類對香蕉的不斷馴化和選育,它終于變成了果肉飽滿、無籽好吃的樣子。隨后,世界上便開始大規(guī)模種植香蕉,讓它走上了商業(yè)化的道路。曾經,種植面積最廣的品種是大麥克香蕉(Gros Michel banana),傳說中它的味道更為濃郁香甜,并且皮厚耐儲存的優(yōu)點讓它可以走出原產地,成為全世界人民的愛果。
好吃的香蕉 | Pixabay
但是,就在上個世紀初,一種可怕的香蕉黃葉病讓大麥克的生命危在旦夕,成片的香蕉樹枯萎死亡,導致這種疾病的病原體是尖孢鐮刀菌熱帶1型(TR1)。
由于現有商業(yè)化種植的香蕉是三倍體,無法產生可以繁育后代的種子,所有香蕉的種植均來自無性繁殖。但從進化生物學角度來看,只有具備足夠的遺傳多樣性,才能夠保證物種的健康和延續(xù)。上個世紀中期,在大麥克香蕉經歷了黃葉病的洗劫過后,世界上絕大多數香蕉種植園都中了招。
還好我們找到了一個對尖孢鐮刀菌TR1具有抵抗性的品種—;—;華蕉(Cavendish banana),也得以讓香蕉在今天還能出現在我們的餐桌上。
各個品種的香蕉,最右為華蕉 | Wikimedia Commons
枯萎病卷土重來
上個世紀90年代,東南亞地區(qū)發(fā)現了尖孢鐮刀菌TR1的變體,尖孢鐮刀菌熱帶4型(TR4)。由于華蕉對這種類型的真菌沒有抵抗力,且目前還沒有任何有效的治療方法,僅有的手段就是控制真菌的感染蔓延,人們十分擔心“香蕉癌癥”會卷土重來。
據聯(lián)合國糧食和農業(yè)組織(FAO)的數據顯示,目前由TR4造成的經濟損失在印度尼西亞達1.21億美元,臺灣省2.53億美元,馬來西亞達1400萬美元。為了遏制香蕉感染的進一步惡化,FAO投入了9800萬美元用于開展防治香蕉黃葉病和培育新的抗性植株的全球計劃。
香蕉種植園 | Pixabay
但是,在如今人口和商業(yè)全球化的趨勢下,這些措施只可能延緩這種香蕉疾病的蔓延,無法真正阻止香蕉受到危害。事實上,2013年,TR4首次在亞洲以外的約旦發(fā)現。而上個月初(2019年8月),哥倫比亞首次檢測到TR4,表明這種對香蕉具有致死性的真菌傳播到了香蕉主產區(qū)之一的拉丁美洲,哥倫比亞成為第一個受到波及的國家。為此,哥倫比亞農業(yè)研究所(ICA)宣布進入“國家緊急”狀態(tài)。
小APP幫大忙
這種態(tài)勢使得對各個香蕉種植園進行密切監(jiān)測變得格外重要,尤其是那些小型種植園。最近,來自哥倫比亞國際熱帶農業(yè)中心(CIAT)、印度Imayam農業(yè)和技術研究院(IIAT)及美國德州農工大學的科學家們設計了一款手機APP,它可以對5種常見的香蕉疾病進行早期檢測,讓農民們可以及時地作出反應,阻止疾病的傳播蔓延。這項成果最近發(fā)表在《植物方法》期刊上。來自CIAT的科學家邁克爾·戈麥斯·塞爾瓦拉(Michael Gomez Selvaraj)是文章作者之一,他稱,如今這個APP檢測的準確率已經達到90%。
用手機APP對香蕉疾病進行早期檢測 I CIAT
這款名為Tumaini(斯瓦西里語中意為“希望”)的APP,利用了超過兩萬張感染了黃單胞菌、尖孢鐮刀菌、黑斑病和黃斑病致病菌、香蕉束頂病毒和象鼻蟲的香蕉植株的照片,建立了數據庫。蕉農在使用時只需拍一張照片,與數據庫中圖片進行比對,就能判斷香蕉是否具有染病風險。目前已經在哥倫比亞、剛果共和國、印度、貝寧、中國和烏干達進行了測試。在未來,這個APP將對安卓操作系統(tǒng)免費提供,包括西班牙語、英語、法語、斯瓦西里語和泰米爾語的版本。
APP本身操作非常簡單且視覺化程度極強,即使不識字的蕉農也同樣可以使用。對于小型種植園的蕉農來講,及時獲取最新知識的途徑和能力都非常有限;而對于科研人員來講,走遍各個種植園收集疫情信息更是難上加難,這個APP的出現恰恰為蕉農和科研人員間架起了一座橋梁,讓信息流通更加順暢。
APP的使用界面 | CIAT
來自生物技術公司KeyGene的香蕉專家費爾南多·加西亞-巴斯蒂達斯(Fernando García-Bastidas)提到,最初只在6個國家檢測到了TR4,如今已達18個國家,而事實上可能更多的國家有這種真菌。這些真菌可能粘在游客的鞋子上,在游覽觀光的途中進入香蕉園。
Tumaini這款APP比人眼要厲害得多,盡管它無法區(qū)分特定品系的真菌,但認出尖孢鐮刀菌是沒問題的。它讓監(jiān)控疫情和早期診斷成為可能,一旦發(fā)現問題就會啟動預警,讓負責的相關機構可以更加快速地采取行動。
戈麥斯·塞爾瓦拉補充說,蕉農使用這款APP越頻繁,它的準確性就會越好。因為APP接收到了更多的信息,受到的訓練效果就會更好,檢測的靈敏度和準確性都會提高。
盡管這款軟件是為了香蕉定制的,但只要建立相應的數據庫,這個系統(tǒng)同樣可以應用到其它作物上,比如木薯、豆類和棕櫚,科學家們都對此報以很高的期望。在未來,研究者還希望它可以與衛(wèi)星相連接,實現對農作物病蟲害的衛(wèi)星監(jiān)測。
這款AI小幫手,無疑是香蕉種植者,甚至所有香蕉愛好者的福音。但是,香蕉本身缺乏遺傳多樣性的致命弱點依舊存在,也許現有的香蕉品種可以熬過TR4的感染,但說不準未來何時又會出現新型真菌,對香蕉產生沖擊。我們只能期待科學家們培育出更好的品種、研發(fā)出有效可行的香蕉疾病監(jiān)測系統(tǒng),不讓香蕉離開我們的生活。