科學家們發現了一種新的方法，利用香蕉、水稻和小麥等草類植物種子的胚胎組織，將這兩種植物結合起來。該技術允許將有益的特性，如抗病性或抗壓性，添加到植物中。嫁接是將一種植物的嫩芽與另一種植物的根部連接起來的技術，這樣它們就能像一個整體一樣繼續生長。
到目前為止，人們認為不可能嫁接被稱為單子葉植物的草類植物，因為它們的莖中缺乏一種特定的組織類型，稱為維管束。
劍橋大學的研究人員發現，從單子葉草類植物的種子中提取的根和芽組織（代表它們最早的胚胎階段）可以有效地融合，他們的成果於2021年12月22日發表在《自然》雜誌上。
估計有6萬種植物是單子葉植物；許多是被大規模栽培的作物，例如水稻、小麥和大麥。
這一發現對控制嚴重的土傳病原體有影響，包括巴拿馬病，或稱”熱帶第4種族”，30多年來它一直在摧毀香蕉種植園。最近，這種疾病的加速蔓延引發了對全球香蕉短缺的擔憂。
“我們已經實現了大家都說不可能的事情。嫁接胚胎組織在一系列草類物種中擁有真正的潛力。”報告的資深作者、劍橋大學植物科學系的Julian Hibberd教授說：”我們發現，即使是進化時間相距甚遠的物種也是可以嫁接的。
該技術允許同一物種的單子葉和兩個不同物種的單子葉進行有效嫁接。嫁接遺傳上不同的根和芽組織可以使植物具有新的性狀–從矮小的芽，到抗蟲害和抗病性。
科學家們發現，該技術在一系列單子葉作物植物中是有效的，包括菠蘿、香蕉、洋蔥、龍舌蘭龍舌蘭和棗樹。這一點通過各種測試得到了證實，包括將熒光染料注入植物根部–從那裡可以看到熒光染料在植物上移動並穿過嫁接交界處。
“我回顧了幾十年來關於嫁接的研究論文，每個人都說這不可能在單子葉植物中實現。”劍橋大學植物科學系的蓋茨劍橋學者、該論文的第一作者格雷格-里夫斯博士說：”我很固執地堅持下去–多年來–直到我證明他們錯了。”
他補充說：”使重要的糧食作物對破壞它們的疾病具有抗性，這是一個緊迫的挑戰。我們的技術使我們能夠將抗病性或其他有益的特性（如耐鹽性）添加到類草植物中，而無需訴諸於基因改造或冗長的育種計劃。”
世界上的香蕉產業是基於一個單一的品種，稱為卡文迪許香蕉了 – 一種可以承受長途運輸的克隆品種。由於植物之間沒有遺傳多樣性，該作物的抗病能力很差。而且卡文迪許香蕉是不育的，所以抗病性不能被培育到植物的下一代。世界各地的研究小組正試圖找到一種方法，在巴拿馬病變得更加廣泛之前阻止它。
嫁接自古以來就被廣泛用於另一個稱為雙子葉植物群的植物。包括蘋果和櫻桃在內的雙子葉果園作物，以及包括西紅柿和黃瓜在內的高價值一年生作物，經常在嫁接的植物上生產，因為這一過程賦予了有益的特性–如抗病性或提前開花。
研究人員已經通過劍橋企業為他們的嫁接技術申請了專利。他們還獲得了Ceres Agri-Tech的資助，Ceres Agri-Tech是英國五所領先大學和三家著名農業研究機構之間的知識交流合作機構。
“巴拿馬病是一個威脅到全世界香蕉的巨大問題。劍橋大學有機會在拯救如此重要的糧食作物方面發揮作用，這真是太棒了，”Ceres Agri-Tech主任Louise Sutherland博士說。