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华南植物园中的巴西蕉 |
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果皮颜色艳丽，成熟后自动炸裂开来的野芭蕉 |
□刘鑫
香蕉是我们日常生活中常见得不能再常见的水果了，但是你确定跟它“很熟”吗？
香蕉不是进化，而是被驯化
香蕉，又名甘蕉，是一种多年生大型草本开花植物，属于单子叶植物纲姜目芭蕉科芭蕉属。一般认为，香蕉原产于东南亚地区，包括印度以及中国南部。
芭蕉，则一般是指芭蕉属野生种，它们味道苦涩、带有大量种子，不可食用。
从严格意义上说，无论是芭蕉、香蕉或者甘蕉，它们都是一类抽象名词，并不指代某一个具体品种，因此也常常被现代人混用。
中国古代典籍也常常将香蕉、芭蕉和甘蕉混用。关于香蕉食用的详细记载可见于《齐民要术》第十卷《广志》曰：“剥其上皮，色黄白，味似蒲萄，甜而脆，亦饱人。”可以看出，中国古代是有食用蕉的，但其口感似乎与我们平常吃的香蕉相去甚远，并且是有种子的。
这是不是很奇怪？为什么我们现在所食用的香蕉口感很好，和古籍中所记载的不是一回事呢？难道是香蕉自己偷偷进化了？
其实我们现在食用的香蕉，一般是指驯化种栽培香蕉。但原本口味不佳的芭蕉，又是怎么被驯化成可供人类食用的品种呢？
科学家们研究分析后发现，新几内亚地区可能是最早的香蕉驯化中心，在这里发现了早期的栽培记录。而现代大多数食用无籽蕉，主要源自两种野生品种：小果野蕉（大多为长长的果实）和野蕉（大多为圆圆胖胖的果实），经过种内或种间的杂交，进而产生了多种多样的现代栽培蕉。
如今市面上常见的栽培品种均属于人工杂交产生的三倍体，主要包括香蕉、大蕉和粉蕉三大类。它们属于单性结实，也就是说这类品种不经过授粉也可以结出果实。这些栽培种由于果实没有种子（我们看到香蕉中间那些黑黑的小点，其实是种子退化残留的种皮），在生产上一般采用组织培养法来进行大量繁殖。
看到这里你或许已能明白，人们通过给香蕉进行“绝育”的方式，去除了它们黑黑的种子，从而让它们的口感也变得更好了。
人类可不是只会“吃”香蕉
虽然我们平时一般都是将香蕉当成茶余饭后的美味水果，但香蕉的用途可远不止于此。
据不完全统计，芭蕉属野生品种不足百种，但产生的栽培蕉品种可达千种。这些品种在约140个国家广泛种植，主要是获取果实。就算是口感差点的，也可以考虑酿酒，如香蕉啤酒、香蕉酒。
不仅如此，栽培蕉的假茎和叶还可以生产纤维；根部也可以积累大量淀粉，在一些国家，香蕉还是人们的重要食物储备。
也有些香蕉品种并不适合鲜食，低糖、低水分、富含纤维，生吃口感粗糙，但经过烹饪，如蒸、煮、烤和油炸等，它们仍旧可以成为餐桌上的美味。在一些非洲国家，这些烹食蕉甚至还被作为主食。
烹食蕉一般属于大蕉类，全年结果，极其耐储藏。这使它们一度成为饥荒时期的宝贵食物来源。
当然，科学家们对香蕉的研究并不仅限于“吃”这个字上。随着基因组学这一研究领域的兴起与发展，科学家们自2007年以来，陆续开展果实作物基因组研究工作，先后探寻了葡萄、木瓜、苹果、林地草莓等果实的基因奥秘。
第一个香蕉基因组——严格意义上来说是第一个野生芭蕉（小果野蕉）基因组——于2012年完成测序，就极大地促进了下游功能育种的研究。随后的10年内，诞生了不少关于野生芭蕉的基因组研究，但始终没有一个栽培香蕉的参考基因组发布。栽培香蕉染色体往往是多倍体，杂合度、重复序列含量高，因此基因组的解析并不容易。
到2022年8月，距第一个野生芭蕉基因组发布后的第十年，中国科学院华南国家植物园的研究团队也计划开展对栽培香蕉的全基因组研究，旨在揭示栽培香蕉的全基因组遗传成分，为追寻栽培香蕉遗传祖先以及鉴定关键驯化性状奠定研究基础。研究团队选择的品种属于卡文迪许蕉类的巴西蕉。
这个品种在全世界范围内大量种植，市场份额占到了约 50%。其实先前也曾有过关于卡文迪许蕉基因组的研究，但分辨率、完整性不足。目前，科学家们正迫切期待着卡文迪许蕉完整参考基因组的解析。
香蕉变好吃了，但也不抗病了
全基因组的信息可以更好地帮助我们理解驯化过程。比如，哪些基因对栽培香蕉的风味形成会起关键作用？为什么栽培香蕉的抗病性普遍低于野芭蕉？
带着这些疑问，研究团队又发现，与果实品质及风味相关的基因家族在驯化过程中发生了显著扩张，正是这些基因参与了香蕉果实中甜味、软糯口感、香气等的形成过程。而鲜食蕉和烹食蕉在口感风味上仍有巨大差异，可能就是受到这部分基因的控制。鲜食蕉往往吃起来更甜，这与果实成熟中可溶性糖的积累相关。
驯化后的香蕉风味更佳，但相对来说，原来的野生种却表现得具有更高的抗病性。
这种情况并非只存在于香蕉中，大多数作物在驯化过程中往往都表现出抗病性的下降，这主要是由于驯化过程中遗传成分逐渐单一化了。特别对于香蕉而言，由于特殊的无性繁殖模式，全世界范围内的巴西蕉可能都源自同一个个体，具有一整套相同的DNA。如果个体表现为对某种病易感，那么所有个体都难以避祸。
枯萎病就是一个例子，导致上一代全球流行的大麦客品种蕉已淡出市场。令人遗憾的是，近年来发现，巴西蕉同样对枯萎病易感。研究人员对全基因组进行了抗病位点检测，发现相对野生芭蕉，巴西蕉中存在更少的抗性基因。
这与传统认知是相吻合的，但是考虑到巴西蕉的单系起源（它们的抗性基因是直接从亲本继承而来，因此抗性基因理应与亲本保持一致），这样的结果又是令人惊讶的。研究人员认为，可能正是巴西蕉复杂的驯化过程造成了这一独特性。
此外，研究人员还在其中两条染色体上定位到关联枯萎病抗性的区域，这也为未来枯萎病研究指明方向。
（来源 中国科学院华南植物园）
结语
理解作物的驯化过程往往并不简单，例如亚洲稻（又称水稻）的起源就长期存在争议。三倍体香蕉基因组的成功解析，为香蕉遗传学和育种提供了重要资源。确定栽培香蕉的祖先和驯化过程则是另一项极其重要的工作，将有助于我们理解香蕉多样性的形成途径，这是未来香蕉育种的关键。
未来植物学家们会结合大规模的种质资源调查，通过群体水平（比较个体与群体间的异同）研究，进一步厘清栽培香蕉的驯化起源过程，以便于育种学者选择合适的品种进行杂交。未来，植物学家们将为我们揭晓更多的驯化秘密。
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