Munkások ellenőrzik a banántermést egy ausztráliai farmon.Credit: Carla Gottgens/Bloomberg/Getty
A következő generációs banán kifejlesztéséért folyó verseny zajlik. A kolumbiai kormány a múlt hónapban megerősítette, hogy egy banángyilkos gomba betört Amerikába – a világ banánellátásának nagy részének forrásába. Az invázió új sürgetést adott az olyan gyümölcsök létrehozására irányuló erőfeszítéseknek, amelyek ellenállnak a fertőzésnek.
A tudósok többféle megközelítéssel próbálják megmenteni a banánt. Egy ausztrál kutatócsoport vad banánból származó gént ültetett be a legjobb kereskedelmi fajtába – az úgynevezett Cavendishbe -, és jelenleg ezeket a módosított banánokat tesztelik szántóföldi kísérletekben. A kutatók a nagy teljesítményű, precíz génszerkesztő eszközhöz, a CRISPR-hez is fordulnak, hogy növeljék a Cavendish ellenálló képességét a Fusarium wilt tropical race 4 (TR4) néven ismert gombával szemben.
A TR4-rezisztencia nemesítése a Cavendishben hagyományos módszerekkel nem lehetséges, mivel a fajta steril, és klónozással szaporítják. Így a Cavendish megmentésének egyetlen módja a genomjának módosítása lehet, mondja Randy Ploetz, a homesteadi Floridai Egyetem növénypatológusa. A fajta a világ banánszállításainak 99%-át teszi ki.
James Dale, az ausztráliai Brisbane-ben található Queensland University of Technology biotechnológusa júliusban kezdett érdeklődni génmódosított (GM) banánjairól, amikor felröppentek az első hírek, hogy a TR4 elérte Kolumbiát. “Aztán Kolumbia nemzeti vészhelyzetet hirdetett” – mondja Dale – “és most az érdeklődés az egekbe szökött.”
A vonzó alternatíva
Nem ez az első eset, hogy egy kereskedelmi banánfajtát a kihalás fenyeget. Az 1900-as évek első felében a Fusarium gomba egy másik, TR1 nevű törzse majdnem kiirtotta a korszak legjobb banánfajtáját, a Gros Michelt. A gazdáknak azonban volt tartalékuk a Cavendishben, amely ellenállt a TR1-nek, elég kemény volt ahhoz, hogy ellenálljon az export során történő kezelésnek, és széles körben elfogadható textúrával és ízzel rendelkezett. Az 1960-as évekre a nagy banántermesztők, mint például a Chiquita, amely ma a floridai Fort Lauderdale-ben található, áttértek a Cavendishre.
Ezúttal nincs könnyű alternatíva. Rodomiro Ortiz, a Svéd Agrártudományi Egyetem növénygenetikusa Alnarpban azt mondja, hogy egyetlen természetesen előforduló banánfaj sem rendelkezik azokkal a tulajdonságokkal, amelyek a Cavendish-t olyan népszerűvé tették, valamint a TR4-nek való ellenálló képességgel.
A gomba pedig kemény ellenfél. Gombaölő szerekkel nem lehet elpusztítani, és akár 30 évig is megmaradhat a talajban. Ez segítette a TR4 lassú terjedését a világon, valószínűleg a fertőzött berendezéseken vagy a talajban utazva. A törzs az 1990-es években kezdte el pusztítani a banántermést Ázsiában, majd Ausztráliában, valamint a Közel-Kelet és Afrika országaiban is megjelent. Most a TR4 Amerikában van, és a kutatók szerint a Cavendish gyakorlatilag kipusztulhat a következő évtizedekben, hacsak nem tudják úgy módosítani, hogy ellenálljon a gombának.
Dale csoportja a Cavendish növények módosítására összpontosított a vad banánból (Musa acuminate malaccensis) származó gén beillesztésével, amely ellenállást biztosít a TR4 ellen. Miután 2017-ben ígéretes eredményeket1 publikált egy kisebb szántóföldi kísérletből, 15 hónappal ezelőtt egy nagyobb vizsgálatba kezdett. Dale és kollégái fél hektár TR4-gyel fertőzött földre ültettek transzgenikus Cavendish-t Észak-Ausztráliában. Dale szerint a transzgenikus banánok jól teljesítenek, míg az összehasonlítás céljából ültetett hagyományos banánok körülbelül egyharmada fertőzött a gombával.
Azt tervezi, hogy a vizsgálat 2021-es befejezése után a transzgenikus Cavendish banán forgalomba hozatalának engedélyezését kéri az ausztrál szabályozó hatóságoktól. De lehetetlen megjósolni, hogy a hatóságok zöld utat adnak-e, vagy hogy mennyi ideig tarthat az engedélyezés.
Még ha Dale transzgenikus banánja el is nyeri az engedélyt, az eladásuk gondot okozhat. A géntechnológiával módosított növények már régóta a közvélemény ellenállásába ütköznek világszerte, különösen Európában. “Jamesnek kiváló banánjai vannak, amelyek szinte immunisnak tűnnek a TR4-re” – mondja Ploetz. “De hogy a fogyasztók megveszik-e ezeket, az már egy teljesen más kérdés.”
Banánok a CRISPR-rel
Azzal a céllal, hogy a biotechnológiás banán a szabályozó hatóságok számára is elfogadhatóbb legyen, Dale a Cavendish genomját is CRISPR-rel szerkeszti, hogy idegen gének beillesztése helyett növelje a TR4-gyel szembeni ellenálló képességét. Konkrétan megpróbál bekapcsolni egy szunnyadó gént a Cavendishben, amely ellenállóvá tesz a TR4-gyel szemben – ugyanazt a gént, amelyet a M. acuminate-ban azonosított. A munka azonban még korai stádiumban van. “Pár évbe telik, mire ezek a kísérletek megkezdődnek” – mondja Dale.
Más kutatók is használják a CRISPR-t a Cavendish védekezőképességének különböző módokon történő fokozására. Leena Tripathi, a kenyai Nairobiban található Nemzetközi Trópusi Mezőgazdasági Intézet molekuláris biológusa a génszerkesztő eszközzel olyan Cavendish-géneket nyom el, amelyek a jelek szerint sebezhetővé teszik a növényt a TR4-gyel szemben. Eddig csak Cavendish-szövetet szerkesztett a laboratóriumban. A következő lépés az lesz, hogy a szöveteket csemetékké növesztik, majd megnézik, hogy a növények túlélik-e a TR4-nek való kitettséget. Fülöp-szigeteki kutatók felajánlották, hogy segítenek tesztelni Tripathi szerkesztett Cavendishjét az országukban; a TR4 ott jelen van, de Kenyában nem.
Kutatók fiatal banánnövények genomját szerkesztették, hogy ellenálljanak a Fusarium wilt tropical race 1 nevű gombatörzsnek.Credit: Jaindra Tripathi/IITA-Kenya
A brit Norwichban működő Tropic Biosciences nevű biotechnológiai start-up pedig a CRISPR segítségével próbálja megerősíteni a Cavendish immunrendszerét. Minden növény kis RNS-szálakat termel, amelyek saját génjeik egy részének aktivitását szabályozzák. A legújabb tanulmányok2 pedig arra utalnak, hogy ezen RNS-szálak némelyike néha képes elnyomni a kórokozók génjeit, megbénítva ezzel a betolakodókat. A biotechnológiai vállalat a CRISPR segítségével úgy szerkeszti a Cavendish RNS-szálait, hogy azok elhallgattassák a TR4 génjeit.
De nem világos, hogy a szabályozó hatóságok világszerte hogyan fogadják majd a génszerkesztett banánt. 2016-ban az Egyesült Államok mezőgazdasági minisztériuma úgy döntött, hogy nem szabályoz egy olyan gombát, amelynek genomját CRISPR segítségével szerkesztették, ami arra utal, hogy hasonlóan bánhatnak a szerkesztett banánnal is. Kolumbia, Chile, Brazília, Japán és Izrael kormánya pedig hivatalos nyilatkozatokat adott ki, amelyekben jelezték, hogy a CRISPR-szel szerkesztett növényekkel szemben is elnézőek lehetnek. Az Európai Unió azonban kijelentette, hogy a génszerkesztett növényeket ugyanolyan szigorúan fogja értékelni, mint a többi génmódosított élelmiszert.
Ortiz támogatja a kutatók mérnöki erőfeszítéseit, de óva int attól, hogy kizárólag a biotechnológiai megoldásra összpontosítson a kúszó banánveszedelem ellen. Szerinte a Cavendish mellett több mint ezer más banánfajta létezik. Ezek nem adnak akkora termést, mint a Cavendish, nem szállítanak olyan jól, és az ízük sem ugyanolyan, de Ortiz szerint a kereskedelmi banángyártó cégek megpróbálhatnának piacot teremteni ezeknek az alternatív fajtáknak.
“Ki kellene használnunk a rendelkezésre álló sokszínűséget” – mondja – “és marketingkampányt kellene indítanunk, hogy a banánt más módon is élvezhetjük.”