치명적인 토양 매개 Fusarium 곰팡이 종이 전 세계에서 우세한 Gros Michel 바나나를 거의 전멸시킨 지 50년이 넘었다. 그러나 이제 이 곰팡이의 열대 종족 4(TR4) 계통이 역사를 되풀이하여 잠재적으로 세계에서 가장 인기 있고 널리 퍼진 품종인 캐번디시를 죽이고 이로 인해 미화 200억 달러 규모의 바나나 산업이 사라질 위기에 처했다.
그러나 지난 20년 동안 호주 퀸즐랜드공과대학(QUT)의 과학자들은 파나마병으로도 알려진 곰팡이의 영향을 받지 않는 유전자 변형 캐번디시 바나나 식물을 개발해 왔다. 질병 저항성 유전자 RGA2에 대한 이전 연구 이후, 연구원들은 노던 테리토리에서 현장 시험을 통해 변형된 과일을 재배하는 데 6년 이상을 보냈다. 그 결과 우리가 알고 있는 캐번디시 바나나를 재배하는 식물이 되었지만 TR4 균류에 대한 저항력도 매우 강하다.
그들은 이제 규제 승인을 위해 QCAV-4로 알려진 변형된 캐번디시 바나나 품종을 FSANZ(Food Standards Australia New Zealand)에 제출했다. 평가자는 질병 저항성 QCAV-4의 분자, 화학, 구성 및 영양 측면을 검토한다. 이 과정은 약 9개월이 소요될 것으로 예상되며 성공할 경우 국내 최초의 전체 유전자 변형 과일이자 세계 최초의 GM 캐번디시 식물이 될 것이다.
QUT의 James Dale 교수는 "파나마병 TR4는 50년 이상 땅에 남아 바나나 작물을 없애고 여러 세대에 걸쳐 농장을 파괴하는 토양 매개 곰팡이에 의해 발생합니다."라고 말했다. 유전 과학에 대한 그의 헌신에 대해 . “큰 문제입니다. 그것은 세계 여러 지역의 캐번디시 농장을 황폐화시켰고 전 세계적으로 캐번디시 바나나 수출 산업을 마비시킬 수 있습니다.”
전 세계 열대 지역에서 재배되는 약 1,000종의 바나나가 있지만 캐번디시는 재배되는 모든 유형의 약 절반과 국제 무역의 거의 100%를 차지한다.
다양성을 특히 취약하게 만드는 것은 유전적 다양성을 유지하는 자연의 방식인 유성 번식을 할 수 없다는 것입니다. 따라서 번식하여 본질적으로 식물의 동일한 클론을 생성하여 유전적 구성을 크게 제한 하고 단일 병원성 침입자로부터 광범위한 황폐화에 매우 취약하게 만든다.
그리고 이 경우 Fusarium oxysporum f.sp. cubense(Foc)는 Cavendish 품종을 전멸시킬 가능성이 있습니다. 아시아에서 처음 발견된 이후 콜롬비아와 페루의 최근 감염을 포함하여 대부분의 캐번디시 생산 지역으로 확산되었다.
곰팡이는 뿌리를 통해 식물에 들어가 물과 영양분을 운반하고 분배하는 역할을 하는 물관부 용기에 자리를 잡는다. 결국 식물은 시들고(이 질병을 Fusarium wilt라고도 함) 죽는다. 그리고 일단 작물의 토양에 들어가면 살충제로 박멸할 수 없다.
QCAV-4는 TR4 감염에 저항성이 있는 것으로 밝혀진 동남아시아 야생 바나나 식물에서 유래한 단일 유전자 RGA2로 생체공학되었습니다. 캐번디시 바나나에는 이미 이 유전자가 있지만 휴면 상태입니다. 그것의 활성화는 곰팡이 적과 싸우는 능력에 결정적인 것으로 보인다.
상업적 생산과 소비까지는 아직 멀었지만, 그 승인은 그로 미셸과 같은 운명을 피할 수 있는 과일에 대한 안전망을 제공할 수 있다.
QCAV-4에 대한 이전 연구는 Nature Communications 저널의 2017년 호에 발표되었다. 곰팡이 위협과 QCAV-4 바나나 식물 여정에 대한 자세한 내용은 아래 비디오를 참조하자. Q & A: QUT가 개발한 GM Cavendish는 세계 바나나 산업에 안전망을 제공한다. 출처: Queensland University of Technology
