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神奇的種子④|一生都在賽跑的香蕉

2024-09-27三農

今年,由廣東省農業科學院果樹研究所選育的香蕉新品種「中蕉8號」入選2024年廣東省農業主導品種,標誌著這一新品種成果獲得更廣泛推廣的機會。「中蕉8號」表現出高抗枯萎病特征,為中國香蕉產業攻克枯萎病提供了突破性品種。

香蕉營養健康、價格親民,是南國四大果品之一,也是國際鮮果貿易最大宗的水果、全球近五億人的主食。

然而,隨手可得的香蕉,卻有著並不容易的一生。為了生存,香蕉族群一直與枯萎病菌賽跑:1874年香蕉枯萎病首次被報道,100多年間,它不斷前進演化,至今仍未被攻克;而香蕉長期在枯萎病的陰影下生存,一個品種被枯萎病打到「團滅」,又冒出另一個新品種與之對抗。多年來,為了迎戰這一「卡脖子」世界難題,廣東科研人員持續不斷攻關選育抗枯萎病香蕉新品種,助力香蕉「跑贏」枯萎病菌,讓它能夠優質、高產,以平價、美味的面孔來到人們身邊。

被迫「逃跑」

為躲避枯萎病蕉農帶著香蕉「棄地而逃」

盛夏時節,在廣東省農業科學院果樹研究所的國家香蕉改良中心廣州分中心實驗室內,兩名香蕉育種擴繁技術能手戴著手套,在無菌操作台前,一手拿著小鑷子,一手拿著小刀,小心翼翼地分離著幼小的香蕉芽。

這些幼芽是由香蕉地下球莖部位的分生組織長出來的。含有分生組織的球莖切成小塊後,被放進裝有營養物質的袋子裏,誘匯出增殖芽,之後不斷繼代培養,經過十幾次繼代培養,1個吸芽就變成數以萬計的香蕉苗。經過生根培養,長出根系的小苗會被放置在溫室大棚內煉苗。鍛煉一段時間後,苗就被移到育苗盆裏,待幼苗長高到20厘米左右,就可以踏出大棚,來到田間。

日復一日,技術人員周折多回,只為了選育出更抗病、更堅強的香蕉品種。與很多水果不同,香蕉的選育不僅是為了提高品質,更是為了求生存。

頂著夏天的烈日,在香蕉地裏,廣東省農業科學院果樹研究所副所長董濤向記者講述了香蕉「多舛的命運」。

百多年來,香蕉一直面臨天敵枯萎病菌的「攻擊」。枯萎病並不會影響香蕉的食用安全,但這種病菌在香蕉的維管束裏大量繁殖,堵塞維管組織,使香蕉在生長過程中無法獲取營養,慢慢枯死。

早在20世紀二三十年代,香蕉曾遭遇滅種之災。19世紀初,全球香蕉產區大量生產「大蜜舍」香蕉,該品種為當時國際貿易的主要品種。20世紀二三十年代,枯萎病菌1號生理小種開始傳播,導致「大蜜舍」逐漸減產,最終在國際市場上消失。

在「大蜜舍」被「團滅」後,育種專家開始了選育抗病香蕉品種的工作。後來,起源於東南亞的「香牙蕉」替代了「大蜜舍」,成為國際貿易的主要品種。然而,枯萎病菌前進演化出致病力超強的熱帶4號生理小種。20世紀60年代,該病菌首次在「香牙蕉」上被發現,如今幾乎傳遍全世界的主要香蕉產區。

1996年,熱帶4號生理小種來到中國內地,在廣東番禺的香蕉林裏被發現。染病後的香蕉樹從根系維管組織受損開始,之後葉片枯黃、萎蔫,果實不能從葉片獲取光合產物,於是停止發育,整棵樹從裏至外衰老、幹枯。這種真菌的傳播速度極快,「主要在水土裏傳播,雨水流動就帶動它傳播。果農踩了攜帶真菌的土地,再到另一片土地上作業,那片土地也會被感染。此外,農用車、農具等都會傳播這種真菌。」董濤說,正是枯萎病導致全國香蕉的種植面積不斷減少,從高峰期的近600萬畝減少到約400萬畝。

在很長一段時間裏,枯萎病攻城略地、步步緊逼,國內的蕉農就帶著香蕉四處「逃跑」。香蕉易管理、長得快、效益好,蕉農以承包土地的模式大面積種植。在枯萎病菌傳播到這片土地後,蕉農習慣性轉移去另一片土地,枯萎病菌也隨著蕉農「逃跑」路徑傳播開來。

廣東省農業科學院果樹研究所副所長董濤檢視研究所內香蕉的生長狀況。

奮力「賽跑」

讓靠香蕉吃飯的人繼續有飯吃

隨著枯萎病菌傳播到越來越多的土地,終究,香蕉逃無可逃,只能轉身直面枯萎病菌。由此,國內的香蕉開啟了與枯萎病菌賽跑的一生。

董濤說,目前抵抗真菌的辦法主要有三種。一種是在栽培香蕉時做好防控措施,對土地、農具、農民等傳播載體做好消毒;另一種是研究出生防菌(指的是有益微生物,可以用於防治植物病害的各種措施。),以菌制菌;還有一種是選育抗病品種,這是迄今為止最有效的辦法,其他的辦法最多只能延緩,但消滅不了病原菌。

近十年來,中國廣東、廣西、海南、福建、雲南等香蕉主產區都在積極選育抗病的香蕉品種。

廣東省香蕉產量常年居全國第一。在廣東省農業科學院果樹研究所裏,有一個特別的資源圃——香蕉離體種質資源庫,這是世界最大的香蕉資源圃之一,這裏保存著600多份香蕉種質資源。一株株香蕉苗藏身在一個個試管中。其中既有原產於中國的野生蕉品種,也有一些已經在田地裏「消失」的香蕉品種。可以說,這裏有中國香蕉品種的「最全備份」。

2018年,廣東省農業科學院果樹研究所香蕉遺傳改良團隊牽頭組建國家特色作物(香蕉)良種重大科研攻關聯合體,優選香蕉的抗病品種。

盛鷗就是這個研究團隊的一員。在他看來,香蕉是一種美味、營養價值高的水果,而且價格非常親民,普通人都吃得起。從產業角度看,香蕉的生產期很短,從種苗下地到香蕉成熟僅需12—13個月,田間管理相對簡單,且一棵香蕉樹的產量約有五六十斤,一畝地能產出香蕉超過5000斤,經濟效益非常顯著。「香蕉產業的產值超過300億元,從業人員超過200萬人。作為科研人員,我希望能透過科技力量服務整個產業鏈,讓香蕉健健康康地存在,讓靠香蕉吃飯的人繼續有飯吃。」盛鷗說。

選育抗枯萎病的香蕉品種並不復雜。一種方式是自然前進演化與人工優選相結合,在一片帶菌的土地上種植數畝香蕉,大部份都感染了枯萎病,而少數的幾株存活下來,科研人員就將其帶回實驗室裏培育,再結合產量高、風味獨特等表現,優中選優。另一種方式是采取誘變、雜交、細胞工程等人工方式進行遺傳改良,然後在大田試種,再將產生優變的植株篩選出來。

這一場直面枯萎病菌的戰鬥並不算激烈,但卻是一場「持久戰」,由無數次的科研實驗、無數輪的生長周期組成。

所幸,香蕉的成熟期不算長,每一次實驗的結果並不需要漫長的等待。盛鷗所在的團隊每年都優選出一些株系,評價它們的抗病性、果型、口感等特點。「最開始是在生產基地裏初試,每年對十幾個優系的材料進行評價;挑選出來之後進行中試,將種苗帶到不同的生產點開展小規模的種植試驗;接著還要做生產性試驗,在不同的產區開展大規模種植試驗。」盛鷗說。他一年得跑二十多趟產區。

可喜的是,在科技力量加持下,抗病品種陸續被選育出來,光是「中蕉」系列,就培育了十幾個抗病品種。

經過溫室大棚內的煉苗,待香蕉幼苗長到20多厘米高,就可以踏出大棚,移植到土地裏。

沒有終點

好的水果選育沒有盡頭,只能不斷優選

僅僅具有抗病性顯然不夠,香蕉只有走入市場,才能有第二次生命。作為水果,香蕉品種的生存權實際交到了普通消費者的手上。

從實驗室裏選育出的香蕉抗病品種,經過規模種植、市場流通,才能證明它的價值。董濤提到了此前的明星抗病品種「中蕉9號」,它是雜交育種而來的,抗病性強、產量高、易管理,多種優良性狀讓科研人員為之欣喜。

廣東省農業科學院果樹研究所的香蕉離體種質資源庫是世界最大的香蕉資源圃之一,保存著600多份香蕉種質資源。一株株香蕉苗藏身在一個個試管中。

但到了市場上,與常見品種口味略有差異的「中蕉9號」卻沒有被大部份消費者接受。如此窘況也讓種植端的農戶產生了擔憂。最終,這個品種沒有被大規模推廣種植。

好在,科研人員又育成了「中蕉8號」,它是誘變育種而來的,在田間表現出高抗枯萎病熱帶4號生理小種的特點,口感與外形都和目前市面上主要的香蕉品種相似。其生育期為12—13個月,株產25—30千克。「中蕉8號」2022年獲得植物新品種權證書,2023年入選農業農村部「十大熱帶作物重大技術」。今年初,它入選2024年廣東省農業主導品種,獲得大規模推廣及套用的機會。

目前,該品種香蕉已在廣東湛江、茂名,雲南紅河(元陽縣、屏邊縣)、文山(馬關縣)以及廣西南寧、百色等地累計推廣種植面積上萬畝。今年以來,多地香蕉育苗戶紛紛送出了意向訂單,累計訂苗100余萬株。數據印證,這個品種已逐漸被市場廣泛接受。

「中蕉8號」成功跑贏枯萎病菌,又順利進入市場,得到了消費者的青睞。但對於香蕉家族以及千千萬萬的科研人員來說,這場賽跑沒有終點。「好的水果選育沒有盡頭,只能慢慢不斷優選。」盛鷗說。

廣東省農業科學院果樹研究所研究員盛鷗觀察香蕉幼苗的生長情況。

認識「中蕉8號」

「中蕉8號」為誘變育種而成,2022年獲得植物新品種權證書,今年入選2024年廣東省農業主導品種。目前,該品種香蕉已在廣東湛江、茂名,雲南紅河、文山以及廣西南寧、百色等地累計推廣種植面積上萬畝。2023年,雲南文山、紅河,廣西南寧等地香蕉育苗戶紛紛送出了意向訂單,累計訂苗100余萬株。

「中蕉8號」比對照品種巴西蕉的枯萎病發病率顯著降低,尤其是對香蕉枯萎病菌4號生理小種表現出高抗。其口感與外形都和目前市面上主要的香蕉品種相似,其生育期為12—13個月,株產25—30千克。

知識點

野生香蕉有一粒粒很硬的種子,後來經過自然雜交、品種演化,野蕉逐漸前進演化成可食用的三倍體(具有單性結實的特點,不會產生種子)。如今,香蕉的繁育方式主要是吸芽繁殖或工廠化的組織培養。

含有分生組織的香蕉球莖切成小塊後,被放進裝有營養物質的袋子裏,誘匯出增殖芽,之後不斷繼代培養,經過十幾次繼代培養,1個吸芽就會變成數以萬計的香蕉苗。

文/廣州日報新花城記者:何鉆瑩、肖桂來、吳多

圖/廣州日報新花城記者:李波、肖桂來

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廣州日報新花城編輯:李琳