香蕉-尖孢鐮刀菌互作機理及抗病育種研究進展

吳元立，楊喬松，李春雨，黃秉智，董 濤，盛 鷗，畢方鋮，鄧貴明，胡春華，高慧君，竇同心，何維弟，劉思文，易干軍

（廣東省農業(yè)科學院果樹研究所/農業(yè)農村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

香大蕉（Musaspp.）不僅是著名的熱帶、亞熱帶水果，也是一些發(fā)展中國家和地區(qū)重要的糧食作物?，F有的大部分香蕉栽培品種是由二倍體野生尖葉蕉（Musa acuminata，AA group）和長梗蕉（Musa balbisiana，BB group）經過種內和種間雜交進化而來的［1］。中國是香蕉的起源地之一，在云南［2-3］、廣東［4］、海南［5］、福建［6-7］和廣西［8-9］等地發(fā)現了AA、BB、AB型野生蕉。我國的香蕉栽培已有2 000多年歷史，栽培蕉尤其是香牙蕉類（MusaAAA Cavendish subgroup）的品種資源十分豐富［10］。除了香牙蕉類主栽品種，我國的三倍體栽培蕉類型還包括粉蕉（MusaABB Pisang Awak）、大蕉（MusaABB）和龍牙蕉（MusaAAB Silk）。此外，二倍體栽培蕉如貢蕉（MusaAA Pisang Mas）等在部分香蕉產區(qū)也有少量種植。據聯合國糧農組織（FAO）統(tǒng)計，2018年我國香蕉的種植面積為38.32萬hm2、產量達1 157.79萬 t，是世界上僅次于印度的第二大生產國。近年來，我國乃至全世界的香蕉生產均面臨多種病蟲害的威脅，其中由尖孢鐮刀菌古巴專化型（Fusarium oxysporumf. sp.cubense，Foc）引起的香蕉枯萎病是主要病害之一［11］。

香蕉枯萎病又稱巴拿馬病、黃葉病，是一種毀滅性土傳病害。其發(fā)病過程為：病原真菌Foc侵染并定殖在香蕉植株的根部，接著通過球莖進一步擴散到假莖的木質部導管，堵塞導管并使得營養(yǎng)物質和水分向地上部的運輸受阻，最終造成整個植株枯萎死亡。香蕉枯萎病的內部癥狀起初是根系和球莖的維管組織變褐，進而假莖甚至是果穗軸的維管束變?yōu)闇\黃、紅棕或深褐的連續(xù)條帶。黃化進程由老葉發(fā)展至新葉，葉片逐漸在葉柄處垂下并倒掛在假莖外圍，與此同時從假莖基部抽生出許多受感染的吸芽。受感染植株的葉片也會起皺和扭曲；假莖也可能發(fā)生縱裂。當植株死亡后，病原真菌Foc的生長從木質部擴散至周圍組織中，并在植株腐爛時形成許多厚垣孢子回到土壤中。Foc能以厚垣孢子的形式存活于受感染植株的殘骸或其他寄主植物的根系中，并籍此在土壤中持續(xù)生存30年以上［12］。

19世紀70年代，澳大利亞首次報道香蕉枯萎病的發(fā)生［13］，之后巴拿馬和哥斯達黎加也相繼報道［14］。目前已發(fā)現Foc的4個生理小種，其中1號生理小種主要侵染Gros Michel（AAA）、Silk（AAB）、Pome（AAB）和Pisang Awak（ABB）。20世紀50年代Foc1號生理小種導致中美洲的香蕉種植區(qū)大面積發(fā)病，1960年香蕉枯萎病已經傳播至哥倫比亞和非洲西部地區(qū)，50多年來已摧毀中、南美洲約4萬hm2以Gros Michel為主栽品種的香蕉種植園［15］。Foc2號生理小種主要侵染Bluggoe（ABB）和其他相近的煮食香蕉。Foc3號生理小種只侵染野生蕉（Heliconiaspp.）［16］，對香蕉栽培品種不構成威脅。1967年在我國臺灣地區(qū)發(fā)現Foc4號生理小種［17］，它不僅侵染Cavendish，還侵染所有對1號和2號生理小種感病的品種［18］，是迄今為止致病力最強的香蕉枯萎病菌。根據Foc4號生理小種發(fā)生的地域特征和對溫度的適應范圍，又可將其進一步劃分為亞熱帶4號生理小種（Subtropical race 4，FocSTR4）和熱帶4號生理小種（Tropical race 4，FocTR4）［19］。由于缺乏有效的檢疫措施，目前FocTR4 已經從亞洲環(huán)太平洋地區(qū)擴散至中東和大湄公河次區(qū)域［20］。僅將Foc劃分為不同的生理小種并不能反映不同Foc菌株之間的遺傳關系和變異性。真菌的營養(yǎng)親和性（Vegetative compatibility）或異核體親和性是指任何兩菌株接觸、融合并交換細胞質或核物質的遺傳能力，具有這種相互親和現象的Foc菌株就定義為一個營養(yǎng)親和群（Vegetative compatibility groups，VCGs）。根據Foc菌株的營養(yǎng)親和性，可以將其劃分為24個VCGs［21］。鑒于Foc缺乏有性生殖，因此不同的VCGs可以代表遺傳分離的群體。值得注意的是，不同生理小種的Foc菌株可能屬于同一個VCGs，同一個生理小種的Foc菌株也可能劃分為多個不同的VCGs。據報道，FocTR4菌株的VCGs有01213、01216和01213/16［22］。

本文綜述了各科研院所尤其是廣東省農業(yè)科學院果樹研究所近年來在香蕉枯萎病菌侵染過程以及香蕉枯萎病致病機理、抗性機制、抗病品種選育、抗性種質篩選和抗病性鑒定、防治等多個前沿領域取得的研究進展，并對今后的研究方向進行展望。

1 我國香蕉枯萎病的發(fā)生歷史

1967年，在我國臺灣地區(qū)發(fā)現Foc4號生理小種［17］，香蕉枯萎病的迅速蔓延給該地區(qū)的香蕉生產帶來了毀滅性打擊。據FAO統(tǒng)計，1970年臺灣香蕉的種植面積為39 013 hm2，到1980年已萎縮至9 268 hm2。20世紀70年代，Foc1號生理小種造成我國華南地區(qū)的龍牙蕉和粉蕉種植園大面積發(fā)病，部分種植園發(fā)病率超過60%［23］。1996年，在廣東廣州番禺萬頃沙鎮(zhèn)的香牙蕉種植園發(fā)生香蕉枯萎病，經鑒定病原菌為Foc4號生理小種［24］，隨著該病的迅速蔓延，全市香蕉產區(qū)的發(fā)病面積從2000年97.33 hm2激增至2003年3 855.93 hm2，發(fā)病嚴重的蕉園只能改種其他作物［25］。2000年，林時遲等［26］首次報道福建省漳州地區(qū)的粉蕉種植園發(fā)生香蕉枯萎病，經初步鑒定病原菌為Foc1號生理小種；幾年后該地區(qū)的香牙蕉種植園也發(fā)生香蕉枯萎?。?7］。2001年開始，海南省三亞市也報道粉蕉和香牙蕉種植園發(fā)生香蕉枯萎病，經鑒定該市同時存在Foc1號和4號生理小種［28］。莫賤友等［29］2006年對廣西香蕉主產區(qū)的發(fā)病情況進行調查，結果未發(fā)現Foc4號生理小種［30］。2012年廣西個別香牙蕉種植園發(fā)生香蕉枯萎病，經鑒定病原菌為Foc4號生理小種［31］。2009年，云南省西雙版納勐臘縣香蕉產區(qū)由于種植從海南引入的帶菌種苗，導致15萬株香牙蕉感病，其后該病在當地迅速蔓延，到2016年已有近3 847 hm2香牙蕉種植園發(fā)病［32］。目前，國內各香蕉主產區(qū)均有報道發(fā)生Foc4號生理小種引起的香蕉枯萎病，該病已經成為制約我國香蕉生產的最主要因素［33］。Li等［34］對來自國內各香蕉主產區(qū)的80個Foc分離菌株進行分析鑒定，其中大部分菌株為FocTR4（VCG 01213/16）。

2 香蕉枯萎病菌的侵染過程

Li等［35］利用綠色熒光蛋白（Green fluorescent protein，GFP）標記的Foc4號生理小種研究香蕉枯萎病菌的侵染過程，結果發(fā)現接種后3～6 d，越來越多厚垣孢子附著在巴西香蕉（MusaAAA Cavendish subgroup）假植苗的根部并萌發(fā)形成芽管，Foc4號生理小種孢子萌發(fā)后即定殖于根部；接種后11 d，根冠及根尖伸長區(qū)均可觀察到交織分布的菌絲；接種后15 d，GFP標記的病原菌大量定殖于根部，同時大部分根被菌絲覆蓋；接種后25 d，真菌菌絲和病原菌孢子已占據球莖的維管組織。上述觀察結果與香蕉試管苗的發(fā)病過程相吻合?？偟膩碚f，Foc4號生理小種可以直接侵入香蕉根部的表皮細胞，侵染位點包括根冠及根尖伸長區(qū)的表皮細胞、側根基部的自然開裂處等，但不包括人為傷口和木質化程度較高的一級側根；在根系組織內部，真菌菌絲能穿透細胞壁并在細胞內部或細胞間隙進一步生長；Foc4號生理小種還能在根系和球莖中產生新的孢子。

另一方面，超微結構觀察結果也表明，巴西香蕉假植苗根部接種FocTR4后7 d，球莖中柱髓部和皮層薄壁組織細胞的細胞壁斷裂溶解，出現嚴重的質壁分離現象；高爾基體腫脹，排列疏松，結構開始逐漸分解；線粒體出現變形，雙層膜破裂，線粒體嵴的數量明顯減少［36］。

3 香蕉枯萎病的致病機理

3.1 致病相關基因

在植物病原菌的致病過程中，G蛋白偶聯受體（G-protein-coupled receptors）跨膜轉換信號是細胞信號轉導的主要方式［37］。G蛋白由α、β和γ亞基組成，其中α亞基的分子量最大，具有鳥苷酸結合位點，通過GTP結合態(tài)（激活態(tài)）和GDP結合態(tài)（失活態(tài)）間的轉換行使信息傳遞功能，調控細胞對外界環(huán)境刺激的應答［38］。李春雨等［39］分別克隆了Foc1號生理小種和FocTR4編碼G蛋白α亞基的fga1基因，發(fā)現兩者核苷酸序列完全相同，其中Foc1號生理小種的fga1基因保守性很強，而FocTR4的fga1基因存在可變剪切，這可能是FocTR4致病性較強的原因之一。

麥角甾醇代謝途徑是真菌的次生代謝途徑，是孢子早期發(fā)育萌發(fā)過程中必不可少的代謝途徑之一［40］。Deng等［41］利用基于iTRAQ技術的比較蛋白質組學方法研究了FocTR4早期發(fā)育階段蛋白質表達譜的變化規(guī)律，發(fā)現參與麥角甾醇合成代謝的所有差異表達蛋白均上調，說明該代謝途徑對FocTR4的早期發(fā)育起重要作用。在此基礎上，鑒定了甾醇C-24甲基轉移酶（C-24 sterol methyltransferase）、細胞色素P450甾醇14α-去甲基化酶（cytochrome P450 lanosterolC-14α-demethylase）、羥甲基戊二酰輔酶A合成酶（hydroxymethylglutaryl-CoA synthase）和甾醇C-4甲基氧化酶（C-4 sterol methyl oxidase）等4個在麥角甾醇生物合成途徑中具有關鍵作用的酶，并加以驗證。

CP（Cerato-platanin）蛋白是真菌特有的一類蛋白，它不僅是激活寄主植物產生防衛(wèi)反應的激發(fā)子，而且作為導致植物發(fā)病的毒性因子在病原菌致病過程中起到重要作用［42］。Liu等［43］報道，FocTR4的CP蛋白編碼基因FocCP1在孢子萌發(fā)階段和侵染初期表達量逐漸升高，直至侵染24 h后表達量才開始逐漸下降。此外，重組FocCP1蛋白能使香蕉葉片產生壞死斑，FocCP1基因敲除突變體的致病力顯著下降。上述研究結果表明，FocCP1在FocTR4的侵染過程中起著重要作用。

3.2 致病毒素

植物病原真菌分泌的毒素與其致病力密切相關。Li等［44］對來自國內多個地區(qū)的Foc1號和4號生理小種進行分析測定，發(fā)現從供試所有菌株中均可檢測到鐮刀菌酸（Fusaric acid，FSA）和白僵菌素（Beauvericin，BEA）。在此基礎上，進一步研究FSA和BEA對香蕉原生質體和香蕉試管苗的毒性，發(fā)現毒性測試結果與香蕉假植苗接種對應Foc菌株后的病情指數相吻合。Liu等［45］研究表明，FSA合成相關基因（Fusaric acid biosynthetic gene，FUB）的缺失突變體不僅FSA的合成能力下降，致病力也顯著降低。巴西香蕉假植苗接種FocTR4后，FSA在植株體內的擴散速度要快于FocTR4的侵染速度，且FSA預處理假莖加速了FocTR4的侵染過程。在制備香蕉胚性細胞懸浮系原生質體的基礎上，通過細胞生物學相關實驗證實，FSA不僅能在高濃度下作為毒性因子抑制O2吸收，也能在低濃度下起到呼吸解偶聯劑的作用；高濃度的FSA會引起香蕉線粒體功能紊亂，并伴隨活性氧（ROS）的爆發(fā)，引起細胞大量死亡。

4 香蕉對枯萎病的抗性機制

4.1 基礎抗性和R基因決定的抗性

植物的抗病性主要由兩類免疫受體介導：一類是定位于細胞表面的模式識別受體（Pattern recognition receptors，PRRs），識別病原相關分子模式（Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）后觸發(fā)基礎免疫（Pattern-triggered immunity，PTI）；另一類是細胞內部抗病基因（Resistance genes，R基因）編碼的蛋白，抗病蛋白多屬于NBSLRR（Nucleotide binding site-leucine-rich repeats） 結構類型，它們識別病原菌效應蛋白后激活小種?；剐?，即效應因子觸發(fā)的免疫（Effector-triggered immunity，ETI），這種抗性往往伴隨局部細胞死亡，即超敏反應（Hypersensitive response，HR）［46］。Li等［47］分析了巴西香蕉及其抗病突變體農科1號香蕉接種FocTR4后的轉錄組數據，發(fā)現抗病突變體中大部分PTI相關基因的表達顯著上調；相比較而言，R基因中僅編碼RIN4/RPM1復合體［48］的基因表達量較高。PTI和ETI不僅共用某些信號元件，如Ca2+和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）級聯信號途徑等，而且都會引發(fā)轉錄重編程和產生質外體ROS［49］，但 ETI誘導的抗性反應比 PTI更強［50］。NADPH氧化酶是植物產生ROS的主要來源之一［51］。Li等［47］證實抗病突變體農科1號香蕉接種FocTR4后NADPH氧化酶基因表達上調；與之相對應的是，ROS清除系統(tǒng)相關基因在感病野生型中的表達量較高，說明在FocTR4侵染早期，抗病突變體的ROS水平高于感病野生型。此外，抗病突變體中參與茉莉酸（JA）生物合成信號傳導途徑的脂氧合酶（LOX）、丙二烯氧化物合酶（AOS）基因的表達水平增加，同時還發(fā)現抗病突變體中乙烯（ET）信號基因和轉錄因子，如乙烯不敏感受體（Ethylene insensitive 3，EIN3）和類乙烯不敏感受體（Ethylene insensitive 3-like 1，EIL1）的表達量也上調，說明香蕉對FocTR4的抗性主要由JA和ET信號傳導途徑介導。

PAMPs主要是指病原微生物表面高度保守的分子結構，而這些分子結構通常是病原微生物生存或致病性所必需的。PAMPs主要分為多肽類和糖類兩種。真菌的幾丁質屬于后者，是由N-乙酰-D-葡糖胺以β-1, 4糖苷鍵構成的均一多糖。幾丁質酶系包括內切幾丁質酶、外切幾丁質酶和N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶等，其中來自哈茨木霉（Trichoderma harzianum）的內切幾丁質酶對多種病原菌具有強拮抗作用［52］。Hu等［53］構建哈茨木霉內切幾丁質酶基因chit42的過表達載體并轉化夫人指香蕉（Musaspp. AA group），同時利用離體系統(tǒng)和盆栽系統(tǒng)進行抗病性鑒定，結果表明轉基因植株對香蕉枯萎病的抗性增強，接種FocTR4后2個月仍然表現出耐受性。

4.2 誘導抗性

與R基因決定的抗性不同，系統(tǒng)獲得抗性（Systemic acquired resistance，SAR）是接種致病菌非親和小種或非致病菌后引發(fā)的防衛(wèi)反應，繼而使植株對多種病原菌的侵染產生廣譜抗性［54］。Wu等［55］利用香蕉-Foc互作的離體系統(tǒng)，在感病品種巴西香蕉小植株的第2片葉接種Foc1號生理小種，使其對后續(xù)接種的FocTR4產生SAR。結果表明，利用Foc的非親和小種作為誘導因子產生的誘導抗性是水楊酸（SA）介導的SAR，在分子水平上與“MNPR1A”和“MNPR1B”表達上調及其后的PR-1和PR-3表達上調有關，在生理生化水平上與苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和超氧化物岐化酶（SOD）等防御酶活性的提高有關。

5 香蕉抗病品種的選育

到目前為止，香蕉雜交育種取得的進展十分有限，這是由于現有的香蕉栽培品種絕大多數是三倍體，三倍體之間無論自花授粉還是異花授粉均得不到種子；三倍體（母本）與二倍體（父本）雜交也只限于某些品種，且只有極少量種子。1993年，位于洪都拉斯的農業(yè)研究基金會（Fu ndación Hondure?a de Investigación Agrícola，FHIA） 通 過雜交育種獲得基因型為AAAB的四倍體雜交后代FHIA-01（又稱金手指）［56］，它不僅抗Foc 1號生理小種，而且對FocSTR4也有抗性［57］。Hwang等［17］報道，通過離體快繁中產生的體細胞無性系變異（Somaclonal variation）獲得包括寶島蕉在內的一系列抗病品系，國內也先后選育出中蕉4號、農科1號等抗病品種，但現有抗病品種數量仍十分有限。目前業(yè)界普遍寄希望于通過非傳統(tǒng)育種方法，尤其是基因工程獲得抗病品種［58］。

廣東省農業(yè)科學院果樹研究所在對國內外香蕉種質資源進行收集、評價的基礎上，建立了香蕉雜交育種技術體系。近年來以金手指（AAAB）為母本、SH-3142（AA）為父本，結合采用胚挽救技術從F1代單株中選育出中蕉9號。其中，作為父本的SH-3142來自Pisang Jari Buaya（AA），是經過改良的二倍體類型。病區(qū)大田種植的觀察結果表明，中蕉9號田間表現不僅產量高，而且不感香蕉枯萎?。?9］。此外，我們還通過粉蕉×二倍體野生長梗蕉雜交選育出粉雜1號（Musaspp. ABB），該品種不僅豐產性好、果實風味獨特，而且田間表現抗香蕉枯萎病［60-61］。

6 香蕉抗性種質篩選及抗病性鑒定

黃秉智等［62］分別選取發(fā)病率90%以上的粉蕉種植園和香牙蕉種植園，對從國際香大蕉種質交換中心（International Musa Germplasm Transit Centre，ITC）引進的32份香蕉種質資源進行抗病性鑒定。Zuo等［63］選取發(fā)病率超過70%的香牙蕉種植園，在確認土壤中病原菌為FocTR4的基礎上，采用完全隨機區(qū)組設計，對100份不同基因型的香蕉種質資源進行抗病性鑒定。雖然田間病害觀察結果仍是評價抗性水平的最終依據，但在田間開展香蕉枯萎病的抗性鑒定需要有大面積發(fā)病均勻的地塊，且成本較高。

目前，香蕉枯萎病的抗病性早期鑒定主要分為苗期人工接種鑒定法和生根試管苗離體接種鑒定法。苗期人工接種鑒定法是在溫室大棚中建立盆栽系統(tǒng)或水培系統(tǒng)，接著將Foc接種到香蕉苗根部并記錄發(fā)病情況，最后依據苗期病情指數劃分香蕉品種的抗病性級別［63-64］。生根試管苗離體接種鑒定法是在無菌條件下，將Foc接種到香蕉生根試管苗基部，接種后將培養(yǎng)容器放置在組培室中觀察發(fā)病情況，然后按照1～6級的病害評價等級對單株生根試管苗進行病害等級鑒定；采集病害等級數據后，進行Logistic回歸分析，根據發(fā)病等級概率的預測結果劃分香蕉品種的抗病性級別［65-66］。鑒于目前香蕉枯萎病抗病育種的重點研究領域（離體選擇、遺傳轉化等）均以香蕉的細胞、組織培養(yǎng)為基礎，采用離體系統(tǒng)進行抗病性早期鑒定能與抗病育種研究更緊密地銜接起來。

左存武等［67］研究表明，香蕉枯萎病高抗品種的根系分泌物對病原菌孢子具有致死作用，中抗品種的根系分泌物對病原菌孢子萌發(fā)和菌絲生長均有顯著抑制作用，而感病品種的根系分泌物則對病原菌孢子萌發(fā)和菌絲生長起促進作用。據此可以進行香蕉種質資源/育種材料的抗病性鑒定。

7 香蕉枯萎病的防治

7.1 生物防治

木霉菌是自然界廣泛分布的一類具有較高生防應用價值的真菌，能產生多種酶類物質和次生代謝產物，可促進植物生長、提高土壤肥力、拮抗多種土傳病原菌［68］。Yang等［69］從香蕉根部、莖部和根際土壤中分離出具有較高纖維素酶活性的木霉菌，先對木霉菌分離物進行安全性評價，然后將其接種到香蕉幼苗中，接著通過使用負荷掛膜技術測試木霉菌對Foc4號生理小種的拮抗作用，結果表明其中4個株系對香蕉無明顯致病性，同時對病原菌有拮抗作用。

7.2 輪作

Huang等［70］研究發(fā)現，韭菜輪作香蕉的種植模式可以起到防控香蕉枯萎病的效果。田間試驗第1年，平均發(fā)病率僅為1.73%（對照為52%）；盆栽試驗中，韭菜處理對香蕉枯萎病的發(fā)病抑制率為85.9%、病情抑制率為82%。此外，韭菜葉片的水提取液對Foc 4號生理小種孢子增殖的抑制率和致死率分別為91.2%和86.97%。Zuo等［71］報道韭菜根系分泌物能抑制FocTR4孢子萌發(fā)和菌絲生長，在導致ROS積累和線粒體跨膜電位發(fā)生變化的同時，麥角甾醇生物合成基因和自體吞噬相關基因的表達也分別出現下調和上調。

8 展望

經過10多年的不懈努力，廣東省農業(yè)科學院果樹研究所已經在香蕉枯萎病的致病機理、抗性機制和抗病品種選育等方面取得系統(tǒng)性的研究成果，并在國際學術領域得到認可。為了消除這一毀滅性病害對香蕉生產的威脅，今后擬在已有研究成果的基礎上，進一步調整研究內容、拓寬研究思路、改進實驗體系。

8.1 調整研究內容

既要繼續(xù)研究抗病品種對FocTR4的抗性，也要進一步深入研究Cavendish對Foc1號生理小種的抗性［72］。我國臺灣地區(qū)的GCTCV（Giant Cavendish Tissue Culture Variants）系列抗病品系［17］，從抗病表型的分布來看，其對FocTR4的抗性屬于數量抗性；而Cavendish對Foc1號生理小種的抗性則是質量抗性［73］。雖然也有研究報道Foc1號生理小種在人工接種條件下侵染Cavendish［74］，但在FocTR4出現前，Cavendish在田間對Foc1號生理小種的抗性保持了近50年。大部分情況下，其他作物抗病品種的抗性僅能保持不到10年時間［75］。我們在鑒定其他作物的數量抗性基因時，也發(fā)現一些類似R基因的數量抗性基因，這些基因具有不完全抗性的作用，說明數量抗性和質量抗性之間存在一定聯系［76］。因此，同時研究抗病品種對FocTR4的抗性和Cavendish對Foc1號生理小種的抗性，有助于我們更加全面、深入地了解香蕉對枯萎病的抗性機制。

8.2 拓寬研究思路

抗病品種選育方面，分子標記輔助育種和基因編輯技術是未來香蕉抗枯萎病遺傳改良的重要研究方向，特別是基因編輯技術，被視為香蕉對抗FocTR4的唯一希望［77］。廣東省農業(yè)科學院果樹研究所率先建立了香蕉CRISPR/Cas9基因編輯技術體系，實現了對香蕉A基因組八氫番茄紅素脫氫酶（PDS）基因的定點敲除［78］。隨著該項技術的不斷改進［79］，近年內有望通過基因編輯技術獲得香蕉枯萎病抗病品種。由于病原菌在不斷進化，從長遠角度考慮，通過將抗性基因導入香蕉獲得抗病品種的防治策略仍有潛在風險。為了獲得更加持久、穩(wěn)定的抗病性，還應進一步將寄主植物誘導的基因沉默技術（Hostinduced gene silencing，HIGS）應用于香蕉枯萎病抗病育種［80］。根據致病機理研究取得的結果，將FocTR4麥角甾醇生物合成途徑關鍵基因FoERG6和FoERG11作為靶標基因，構建RNA干擾（RNAi）載體并轉化Cavendish，成功獲得表達上述兩個基因雙鏈RNA（dsRNA）的轉基因植株?？共⌒栽u價結果表明，表達FoERG6和FoERG11dsRNA不僅明顯抑制了FocTR4的侵染過程，而且降低了發(fā)病率。

8.3 改進實驗體系

目前，用于研究香蕉-Foc互作的水培系統(tǒng)均是開放的水培系統(tǒng)［81-83］。鑒于香蕉根系具有好氣性，已報道的水培系統(tǒng)往往包含一個供氧裝置［81］，或者通過營養(yǎng)液的循環(huán)流動改善水培系統(tǒng)的通氣狀況［83］。最近，我們建立了香蕉試管苗的離體水培系統(tǒng)［84］，該系統(tǒng)具有以下特點：通過在培養(yǎng)容器中搭建簡易的濾紙培養(yǎng)支架，在無需供氧裝置的情況下解決了香蕉根系對氧氣需求量大的問題；在不更換新鮮營養(yǎng)液的情況下，生根試管苗在離體培養(yǎng)的條件下能繼續(xù)生長至少8周；是一個完全封閉的系統(tǒng)，能保證后續(xù)實驗的準確性和重復性。近年來，應用離體水培系統(tǒng)進行植物-病原菌互作的研究僅在擬南芥［85］中有報道。