今天小編分享的科學經驗：為了變好吃，你知道香蕉有多努力嗎？，歡迎閱讀。
香蕉是我們日常生活中熟悉得不能再熟悉的水果了，但是你确定自己真的和它是 " 老熟人 " 嗎？
香蕉：雖然經常吃，但我們還不熟
香蕉（Musa × paradisiaca），又名甘蕉，是一種多年生大型草本開花植物，屬于單子葉植物綱姜目芭蕉科芭蕉屬。
一般認為，香蕉原產于東南亞地區，包括印度以及中國南部。中國古代典籍常常将香蕉、芭蕉和甘蕉混用，關于香蕉食用的詳細記載可見于《齊民要術》第十卷，《廣志》曰：" 剝其上皮，色黃白，味似蒲萄，甜而脆，亦飽人 "。可以看出，中國古代是有食用蕉的，但食用口感似乎與我們平常吃的香蕉相去甚遠，并且是有種子的。
這就奇怪了，為什麼我們現在所食用的香蕉口感很好，和古籍中所記載的不是一回事呢？難道是香蕉背着我們偷偷進化了？
香蕉園。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛
香蕉：沒有進化，但被馴化
芭蕉（Musa basjoo），一般是指芭蕉屬野生種，它們味苦澀、帶有大量種子，不可食用。而我們平時食用的香蕉，一般指馴化種栽培香蕉。
從嚴格意義上說，無論是芭蕉、香蕉或者甘蕉，它們都是一類抽象名詞，并不指代某一個具體品種，因此也常常被現代人們混用。
帶種子的野芭蕉。左圖是一種果皮顏色豔麗，成熟後自動炸裂開來的野芭蕉（Musa velutina）；右圖是收集的該種的種子。圖片來源：中國科學院華南植物園
那麼，口味不佳的芭蕉是怎麼馴化成可供人類食用的品種呢？
随着愛吃且愛鑽研的科學家們的研究與分析，人們逐漸發現新幾内亞地區可能是最早的香蕉馴化中心，在這裡發現了早期的栽培記錄。
現代大多數食用無籽蕉主要源自兩種野生品種：小果野蕉（學名為 Musa acuminata，染色體類型為 AA，大多為長長的果實）和野蕉（學名為 Musa balbisiana，染色體類型為 BB，大多為圓圓胖胖的果實），經過種内或種間的雜交形成，進而產生了多種多樣的現代栽培蕉。
左圖為小果野蕉果實；右圖為野蕉果實
圖片來源：中國科學院華南植物園
市面上常見的栽培品種屬于人工雜交產生的三倍體，主要包括香蕉（AAA）、大蕉（AAB）和粉蕉（ABB）三大類。
粉蕉。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛
它們屬于單性結實，也就是說這類品種不經過授粉也可以結出果實。由于沒有種子，生產上一般采用組織培養法進行大量種植。看到這裡你或許就能明白，人們用給香蕉進行 " 絕育 " 的方式來去除黑黑的種子，從而讓口感變得更好。
中間黑黑的小點是種子退化殘留的種皮。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛
" 吃 " 途廣泛的香蕉
雖然我們平時一般都是将香蕉當成茶餘飯後的美味水果，但是香蕉的可食用指南遠不止于此。
據不完全統計，芭蕉屬野生品種不足百種，但產生的栽培蕉品種可達千種。這些品種在約 140 個國家廣泛種植，主要是獲取果實，口感差點的可以考慮釀酒，如香蕉啤酒、香蕉酒。
不僅如此，栽培蕉的假莖和葉還可以生產纖維，根部可以積累大量澱粉。在一些欠發達國家，香蕉還是人們的重要食物儲備。
盡管有些香蕉品種不适合鮮食，低糖、低水分、富含纖維，生吃口感粗糙，但經過烹饪（如蒸、煮、烤和油炸等）過後，它們仍舊可以成為餐桌上的美味，在一些非洲國家甚至還被作為主食。
這類烹食蕉一般屬于大蕉類（AAB），全年結果，極其耐儲藏，這也使得它們成為飢荒時期的寶貴食物來源。
人類可不是只會吃香蕉
當然，科學家們對香蕉的研究并不僅限于 " 吃 " 這個字上。随着基因組學這一研究領網域的興起與發展，科學家們自 2007 年以來，陸續開展果實作物基因組研究工作，先後探尋了葡萄、木瓜、蘋果、林地草莓等果實的基因奧秘。
重要果實作物測序時間線。圖片來源：參考文獻 [ 1 ]
第一個香蕉基因組，嚴格意義來說是第一個野生芭蕉（小果野蕉）基因組，于 2012 年完成測序，極大地促進了下遊功能育種的研究。
第一個小果野蕉基因組發表于《自然》（2012）。圖片來源：參考文獻 [ 2 ]
随後的 10 年内誕生了不少關于野生芭蕉的基因組研究，但始終沒有一個栽培香蕉的參考基因組發布。栽培香蕉往往是多倍體，雜合度、重復序列含量高，因此基因組的解析并不容易。
2022 年 8 月，距第一個野生芭蕉基因組發布後的第十年，中國科學院華南植物園的研究團隊計劃開展了對栽培香蕉（AAA）的全基因組研究，旨在揭示栽培香蕉的全基因組遺傳成分，為追尋栽培香蕉遺傳祖先以及鑑定關鍵馴化性狀奠定研究基礎。
研究團隊選擇的品種屬于卡文迪許蕉（Cavendish）類的巴西蕉，這個品種在全世界範圍内大量種植，市場份額占到了約 50%。先前曾有過關于卡文迪許蕉基因組的研究，但分辨率、完整性不足。科學家們迫切期待着卡文迪許完整參考基因組的解析。
香蕉：我變好吃了，但也不抗病了
全基因組的信息可以更好地幫助我們理解馴化的過程，哪些基因對栽培香蕉風味形成起了關鍵作用？為什麼栽培香蕉的抗病性普遍低于野芭蕉？
帶着這些疑問，研究團隊進行了進一步的挖掘，發現與果實品質及風味相關的基因家族發生了顯著擴張，包括蔗糖 / 二糖 / 寡糖代謝通路、澱粉代謝通路以及芳香物質合成相關通路。也就是說，它們參與香蕉果實中甜味、軟糯口感、香氣等的形成過程。
鮮食蕉和烹食蕉在口感風味上的巨大差異可能受到這部分基因控制。鮮食蕉往往吃起來更甜，這與果實成熟中可溶性糖的積累相關。
華南植物園中的巴西蕉。圖片來源：中國科學院華南植物園
盡管馴化後的香蕉風味更佳，但野生種卻表現為具有更高的抗病性。這種情況并非只存在于香蕉中，大多數作物在馴化過程中往往都表現出抗病性的下降，這主要是由于馴化過程中遺傳成分逐漸單一化。
特别是對于香蕉而言，由于特殊的無性繁殖模式，全世界範圍内的巴西蕉可能都源自同一個個體，具有相同一套 DNA。如果個體表現為對某種病易感，那麼所有的個體也都難以避免。枯萎病就是一個例子，導致上一代全球流行的大麥客品種淡出市場。令人遺憾的是，近年來發現，巴西蕉同樣對枯萎病易感。
研究人員對全基因組進行了抗病位點檢測，發現相對野生芭蕉，巴西蕉中存在更少的抗性基因。
這與傳統認知是相吻合的，但是考慮到巴西蕉的單系起源（它們的抗性基因是直接從親本繼承而來，因此抗性基因理應與親本保持一致），這樣的結果又是令人驚訝的，研究人員認為巴西蕉復雜的馴化過程可能造成這一獨特性。
此外，研究人員還在 3 号以及 10 号染色體上定位到關聯枯萎病抗性的區網域，為未來枯萎病研究指明方向。
結語
理解作物的馴化過程往往并不簡單，例如亞洲稻（又稱水稻）的起源就長期存在争議。三倍體香蕉基因組的成功解析為香蕉遺傳學和育種提供了重要資源。确定栽培香蕉的祖先和馴化過程則是另一項極其重要的工作，将有助于我們理解香蕉多樣性的形成途徑，這是未來香蕉育種的關鍵。
未來植物學家們會結合大規模的種質資源調查，通過群體水平（比較個體與群體間的異同）研究，進一步厘清栽培香蕉的馴化起源過程，以便于育種學者選擇合适的品種進行雜交。
小小的香蕉中藏着人類馴化果實的秘密，未來，植物學家們将為我們揭曉更多的馴化秘密，你期待嗎？
參考文獻
[ 1 ] Wang R, Li X, Sun M, et al. Genomic insights into domestication and genetic improvement of fruit crops [ J ] . Plant Physiology, 2023: kiad273.
[ 2 ] D ’ hont A, Denoeud F, Aury J M, et al. The banana ( Musa acuminata ) genome and the evolution of monocotyledonous plants [ J ] . Nature, 2012, 488 ( 7410 ) : 213-217.
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出品丨科普中國
作者丨劉鑫 中國科學院華南植物園
監制丨中國科普博覽
責編丨林林、金禹奮（實習生）
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