據外媒報道，咖啡枯萎病(Coffee Wilt Disease)是由一種真菌引起的疾病。自上世紀20年代以來，該種真菌在撒哈拉以南的非洲引發了毀滅性爆發，目前影響着非洲最受歡迎的兩種咖啡品種：阿拉比卡咖啡豆和羅布斯塔咖啡豆。
現在一項新研究表明，這種真菌可能能通過從一種密切相關的真菌中獲取基因從而提高它感染咖啡樹的能力。這種真菌會導致很多作物枯萎病–包括香蕉中的巴拿馬病。
這組科學家稱，這一知識可以幫助農民降低新疾病菌株出現的風險，如通過不將咖啡跟其他作物種植在一起，或通過防止可能含有相關真菌的植物碎片的積累。
可持續解決方案
來自倫敦帝國理工學院、牛津大學和農業非營利組織CABI的研究團隊還表示，研究CABI文化收藏中的歷史樣本可以為了解作物疾病如何進化提供豐富的見解並找到新的、可持續的方法來對抗它們。這項研究今天發表在《BMC Genomics》上。
該研究的論文第一作者Lily Peck表示：“使用越來越多的化學品和殺菌劑來抗擊新出現的作物疾病對許多種植者來說既不可持也負擔不起。相反，如果我們能了解新類型的疾病是如何演變的，我們就能給種植者提供他們需要的知識，從一開始就降低新疾病出現的風險。”
咖啡特有的菌株
研究小組重新激活了低溫冷凍、導致咖啡枯萎病的真菌樣本。這種疾病在20世紀20年代至50年代和90年代至2000年代之間曾兩次嚴重爆發，至今仍在造成破壞。像2011年，坦桑尼亞的55000棵羅布斯塔咖啡樹因枯萎病死亡，在這個過程中毀掉了160噸咖啡–相當於2200多萬杯咖啡。
在20世紀20年代開始的爆發中，咖啡枯萎病感染了很多咖啡品種，並最終在20世紀50年代通過管理實踐得到控制，如焚燒受感染的樹木，在咖啡中尋找自然抗性，以及選擇抗性更強的植物品種的育種計劃。
然而，這種疾病在20世紀70年代再次出現並在20世紀90年代至21世紀初廣泛傳播。據了解，已經確定了兩種不同的疾病每一種都只感染特定類型的咖啡：一種感染埃塞俄比亞的阿拉比卡咖啡，另一種感染東非和中非的羅布斯塔咖啡。該團隊想要調查這兩種菌株是如何出現的。
交換基因
在CABI的一個安全實驗室里，他們重新喚醒了最初爆發的兩種菌株，它們收集於20世紀50年代並保存在CABI的收藏中，另外兩種菌株分別來自兩種咖啡特異性真菌菌株，最近的一種來自2003年。然後，他們對這些真菌的基因組進行了測序並檢測了它們的DNA以尋找到可能幫助它們感染這些特定咖啡品種的變化的證據。
他們發現，跟早期的菌種相比，新的、特定種類的真菌有更大的基因組，他們還發現了可能幫助真菌克服植物防禦並在植物體內存活並引發疾病的基因。
研究人員還發現，這些基因跟在一種不同的、密切相關的真菌中發現的基因高度相似，這種真菌影響超過120種不同的作物–包括撒哈拉以南非洲的香蕉–並誘發了巴拿馬病。
雖然已知這種感染香蕉的真菌菌株能交換基因從而能夠感染新品種，但將它們的基因轉移到另一種真菌上的可能性此前從未見過。
不過研究小組注意到，這兩種真菌有時在咖啡和香蕉的根部生活得很近，所以咖啡真菌有可能從通常以香蕉為基礎的鄰居那裡獲得了這些有利的基因。
咖啡和香蕉通常生長在一起，因為咖啡樹喜歡較高的香蕉樹提供的蔭涼。研究人員指出，他們的研究可能表明，不種植跟疾病密切相關的作物如香蕉和咖啡可以減少新菌株殺死咖啡的真菌進化的可能性。
疾病爆發的演變
研究人員現在正在實驗室中使用重新激活的菌株來感染咖啡樹以研究這種真菌是如何感染咖啡樹的，而這可能會提供其他預防疾病發生的方法。
這些發現也可以應用於不同的作物，在那裡其他密切相關的植物病原體可以取得類似的飛躍並導致新的疾病出現。在展示了研究植物疾病歷史標本的價值后，該團隊計劃利用CABI的收藏品中存儲的其他疾病複製這項研究。CABI收藏了過去100年來從世界各地收集的3萬份標本。
牛津大學動物學系和帝國理工學院生命科學系的Timothy Barraclough教授是該研究的首席研究員，他指出：“歷史方法向我們展示了一種植物病原體在新疾病爆發之前和之後會發生什麼。然後我們可以研究進化的機制並改進對未來類似疫情如何發生的預測。我們的目標是在許多植物病原體上複製這項研究、最終草擬出致病性如何演變的‘規則手冊’並幫助我們在可能的情況下預防未來的疫情爆發。”