香蕉枯萎病原TR4致病力解謎

各種不同的香蕉。圖片來源：維基百科

因為香蕉枯萎病的出現，讓我們現在吃的香蕉與十九世紀時的品系截然不同。當時的品系「大米七」（Gros Michel，也稱為大麥克），因為無法抵抗尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum f.sp. cubense），造成嚴重的損失。當時標準水果公司果斷地改種比較不耐運輸、但是對尖孢鐮刀菌有抵抗力的華蕉（Cavendish），止住了巨大的損失，也讓其他的水果公司紛紛改弦易轍。

但是到了1991年，香蕉枯萎病再度出現。這次，連華蕉也無法抵擋，原來這次的尖孢鐮刀菌是所謂的「熱帶四型」（TR4），與上次的Foc 1不同。

為了避免所謂的「香蕉末日」（Banana apocalypse）真的來臨，世界各國的植物學家無不絞盡腦汁。有些科學家努力培育可以抗TR4的香蕉，如台灣就培育出了台蕉5號與台蕉7號）；也有些科學家認為，應該要想辦法找出TR4的罩門。

最近美國的一個研究團隊，透過對36個尖孢鐮刀菌（包括當年消滅大米七的Foc 1）進行定序與分析，找到了TR4的罩門。

首先，他們發現TR4並不是源於Foc 1。所有的TR4有共同的演化起源，但不是源於Foc 1。

然後，他們發現在TR4的染色體末端含有一些附加基因。其中有兩個基因，在感染香蕉時會被活化，產生大量的一氧化氮（NO）。

他們發現，TR4產生的一氧化氮，與它的致病力息息相關。當他們把這兩個基因給剔除後，TR4的致病力就大幅下降了。

發現了TR4的致病機轉，也等於找到了它的罩門。接下來就可以想辦法攻破這個機制，來控制TR4。

不過，對我們來說，沒有了香蕉可能不是多大的事（當然，對有些以大蕉為主食的族群來說，如果尖孢鐮刀菌也會感染大蕉，那就是天大地大的事囉），但是對尖孢鐮刀菌來說，卻是能不能繁衍後代的大事。所以，可以預期的，未來大概還會有更新的菌出現。

或許要控制尖孢鐮刀菌的散播，除了培育具有抗性的新品系、攻破它的致病機轉，還需要大家努力嘗試各種不同的香蕉！這樣才能鼓勵農民種植各種不同的香蕉，讓尖孢鐮刀菌的演化不要那麼快速。

參考文獻：

Zhang, Y., Liu, S., Mostert, D. et al. Virulence of banana wilt-causing fungal pathogen Fusarium oxysporum tropical race 4 is mediated by nitric oxide biosynthesis and accessory genes. Nat Microbiol (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-024-01779-7