新的嫁接技术可防治威胁全世界香蕉的巴拿马病

到目前为止，人们认为不可能嫁接被称为单子叶植物的草类植物，因为它们的茎中缺乏一种特定的组织类型，称为维管束。

剑桥大学的研究人员发现，从单子叶草类植物的种子中提取的根和芽组织（代表它们最早的胚胎阶段）可以有效地融合，他们的成果于2021年12月22日发表在《自然》杂志上。

估计有6万种植物是单子叶植物；许多是被大规模栽培的作物，例如水稻、小麦和大麦。

这一发现对控制严重的土传病原体有影响，包括巴拿马病，或称"热带第4种族"，30多年来它一直在摧毁香蕉种植园。最近，这种疾病的加速蔓延引发了对全球香蕉短缺的担忧。

"我们已经实现了大家都说不可能的事情。嫁接胚胎组织在一系列草类物种中拥有真正的潜力。"报告的资深作者、剑桥大学植物科学系的Julian Hibberd教授说："我们发现，即使是进化时间相距甚远的物种也是可以嫁接的。

该技术允许同一物种的单子叶和两个不同物种的单子叶进行有效嫁接。嫁接遗传上不同的根和芽组织可以使植物具有新的性状--从矮小的芽，到抗虫害和抗病性。

科学家们发现，该技术在一系列单子叶作物植物中是有效的，包括菠萝、香蕉、洋葱、龙舌兰龙舌兰和枣树。这一点通过各种测试得到了证实，包括将荧光染料注入植物根部--从那里可以看到荧光染料在植物上移动并穿过嫁接交界处。

"我回顾了几十年来关于嫁接的研究论文，每个人都说这不可能在单子叶植物中实现。"剑桥大学植物科学系的盖茨剑桥学者、该论文的第一作者格雷格-里夫斯博士说："我很固执地坚持下去--多年来--直到我证明他们错了。"

他补充说："使重要的粮食作物对破坏它们的疾病具有抗性，这是一个紧迫的挑战。我们的技术使我们能够将抗病性或其他有益的特性（如耐盐性）添加到类草植物中，而无需诉诸于基因改造或冗长的育种计划。"

世界上的香蕉产业是基于一个单一的品种，称为卡文迪许香蕉了 - 一种可以承受长途运输的克隆品种。由于植物之间没有遗传多样性，该作物的抗病能力很差。而且卡文迪许香蕉是不育的，所以抗病性不能被培育到植物的下一代。世界各地的研究小组正试图找到一种方法，在巴拿马病变得更加广泛之前阻止它。

嫁接自古以来就被广泛用于另一个称为双子叶植物群的植物。包括苹果和樱桃在内的双子叶果园作物，以及包括西红柿和黄瓜在内的高价值一年生作物，经常在嫁接的植物上生产，因为这一过程赋予了有益的特性--如抗病性或提前开花。

研究人员已经通过剑桥企业为他们的嫁接技术申请了专利。他们还获得了Ceres Agri-Tech的资助，Ceres Agri-Tech是英国五所领先大学和三家著名农业研究机构之间的知识交流合作机构。

"巴拿马病是一个威胁到全世界香蕉的巨大问题。剑桥大学有机会在拯救如此重要的粮食作物方面发挥作用，这真是太棒了，"Ceres Agri-Tech主任Louise Sutherland博士说。

推荐阅读