Австралийские и нидерландские ученые вывели ГМ-бананы самого популярного на сегодня сорта «кавендиш», устойчивые к панамской болезни — грибковому заболеванию, которое угрожало оставить нас всех без бананов уже во второй раз за сто лет. «Чердак» рассказывает, как бананы оказались под угрозой вымирания и почему без ГМО, кажется, — никуда.
Банан — тот еще фрукт. Это четвертая по важности сельскохозяйственная культура в мире после пшеницы, риса и кукурузы. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), ежегодно в мире выращивается около 120 миллионов тонн бананов (по данным на 2015 год). Россия — третий в мире импортер бананов после США (и почему-то Бельгии); в 2016 году мы потратили на импорт бананов около 66,5 млрд рублей.
Всего в мире выращивается более тысячи сортов банана, но 47% общего производства приходится на один сорт — «кавендиш», названный так в честь Уильяма Кавендиша, шестого герцога Девонширского, который заполучил эти бананы с Маврикия в первой половине XIX века и начал выращивать их в теплицах своего сада. «Кавендиши» урожайны, хорошо переносят природные катаклизмы и, что важно для международной торговли, неплохо транспортируются. Ежегодно в мире выращивается около 50 миллионов тонн бананов «кавендиш», и все они — клоны тех самых бананов британского аристократа.
Дикий банан был маленьким, не очень вкусным и имел по 50−60 косточек, как огурец (только у банана они были твердыми). Черные точки в сердцевине того банана, который вы сегодня покупаете в магазине, — это воспоминание о тех самых косточках. Сегодняшние бананы растут без семян, размножаются вегетативно и вообще представляют собой триумф селекции и современного сельского хозяйства — с одной небольшой оговоркой.
Хотя известен «кавендиш» еще с XIX века, а на плантациях появился в начале XX века, к успеху этот сорт пришел только в 50-х годах прошлого века. Банан из «бананово-лимонного Сингапура», знаменитого танго Александра Вертинского, — это, вообще-то, совсем другой банан, сорта Gros Michel (дословно «большой Мишель» или «толстый Мишель»). Эти бананы были вкуснее и еще лучше переносили транспортировку, но сильно страдали от так называемой панамской болезни, фузариоза банана, или, для краткости, просто TR, — почвенного грибка, который атакует корни растения. Заразить посадки грибком очень легко: он переносится с почвой — например, той, что на обуви, — с инструментами, с больными растениями и даже, например, путешествует вместе со штормами и наводнениями. А вот вывести его почти невозможно — никакие фунгициды на нем не работают. Песня Yes! We Have No Bananas из бродвейского ревю Make It Snappy 1920-х годов, как считается, написана именно про дефицит «толстых Мишелей» из-за панамской болезни в Панаме (если вы не знаток Бродвея, пишут, что в одном из эпизодов мультфильма «Симпсоны» ее напевает Гомер).
«Кавендиш», который нормально рос даже на почве, зараженной грибком TR1, успешно заменил «толстого Мишеля» в массовом производстве бананов — сейчас банан Вертинского еще можно кое-где найти, но придется сильно постараться. Однако грибок, в отличие от банана, не сидел сложа руки, а эволюционировал, и 30 лет назад в Малайзии и Индонезии уже появилась его новая разновидность, TR4. Она опасна уже и для «кавендиша». За последние годы она быстро распространилась по Китаю, попала на Филиппины и в Австралию (есть некоторая ирония в том, что в Панаму, как и вообще на американские континенты, новая версия панамской болезни пока не попала). По данным ФАО, на Азию приходится 50% глобального производства бананов и еще большая доля производства самого популярного сорта, так что угроза вымирания для «кавендиша» и очередного переворота на банановом рынке абсолютно реальна.
Пытаясь избежать самого неприятного сценария (сорта, который мог бы заменить «кавендиши», пока нет), люди искали у отдельных клонов признаки устойчивости к фузариозу. Так обнаружили, например, банан с аппетитным названием GCTCV-218, чуть более устойчивый к патогену, чем все остальные. Но генетическое разнообразие у сельскохозяйственных бананов довольно низкое и ресурсов для защиты от вредителя мало — по сути, делая банан все более удобным для выращивания и потребления, мы сами же и загнали его в угол.
Похожая, но меньшего масштаба трагедия чуть было не случилась в 1990-х годах с папайей на Гавайях: вирус кольцевой пятнистости папайи (PRSV) чуть было не уничтожил всю отрасль на островах. Деннис Гонсалвес и его коллеги за несколько лет разработали ГМ-папайю сорта «Радуга», устойчивую к вирусу, и еще один, менее популярный сорт SunUp, устойчивый даже к экзотическим штаммам вируса, способным победить и «радугу». Теперь похожее решение проблемы нашли, кажется, и для проблемы с бананами.
В статье, опубликованной в ноябре в журнале Nature Communications, ученые пишут, как им удалось получить устойчивый к TR4 ГМ-сорт. Исследователи позаимствовали ген RGA2 у дикого предка современного «пищевого» банана, устойчивого к панамской болезни. Из четырех линий получившегося трансгенного банана одна вовсе не заразилась фузариозом в течение всех трех лет полевых испытаний, а в трех других симптомы наблюдались не более чем у 20% растений. В контрольной же группе бананов погибли или почти погибли от 67 до 100% растений, в том числе и самый перспективный сорт Giant Cavendish 218. Испытания проводились на частной банановой плантации на севере Австралии.
Авторы исследования отмечают, что RGA2 — первый найденный ген устойчивости к панамской болезни. Он есть и у обычных бананов сорта «кавендиш», но не активен в растениях, подверженных болезни, — сейчас ученые пытаются понять, как можно «включать» его, чтобы защитить от фузариоза весь сорт. Если все пойдет хорошо, на рынок ГМ-бананы могут попасть уже через пять лет.
Надо сказать, что до этого ГМ-бананы испытывали для защиты от другой похожей болезни, BXW, которая разоряет банановых фермеров в Африке: испытания бананов с геном, взятым у зеленого перца, собирались начать еще в 2010 году, но необходимый для этого закон приняли только в прошлом месяце. Разрабатываются и ГМ-бананы, устойчивые к вирусу разрастания верхушек бананов (BBTV), довольно загадочному патогену, который с растения на растение переносят тли.
На всякий случай напомним, что после многочисленных исследований у нас нет никаких оснований считать, что ГМ-бананы и вообще какие бы то ни было ГМО представляют угрозу для здоровья человека. А ученые, «победившие», кажется, панамскую болезнь, продолжают полевые испытания с другими трансгенными сортами бананов и надеются активнее задействовать в решении банановой проблемы дикие растения, пусть не такие удобные и вкусные, но зато менее склонные к вымиранию.
Автор: Ольга Добровидова