柑橘黄龙病——这一被称为"柑橘界癌症"的毁灭性病害,因中国科学院微生物研究所与西南大学联合团队的突破性研究迎来转机。北京时间4月11日,国际顶级期刊《科学》(Science)以封面文章形式刊发该团队研究成果,首次解析柑橘抗黄龙病核心分子机制,并成功利用人工智能筛选出高效防控小肽,为全球柑橘产业可持续发展提供全新解决方案。

百年顽疾威胁产业安全
柑橘作为全球及我国第一大水果,其产业正遭受黄龙病的严峻威胁。该病害由亚洲韧皮杆菌引发,典型症状表现为叶片斑驳黄化、果实畸形呈"红鼻果"、植株系统性衰退。自发现百余年来,已在全球50余个国家肆虐,造成年均超百亿美元损失。我国柑橘主产区年经济损失亦达百亿元,病害蔓延面积超百万亩。由于病原菌无法体外培养,致病机制长期不明,加之商业化品种普遍易感,抗病育种与靶向药物开发始终是国际农业界难题。

八年攻关破解抗病密码
在西南大学周常勇研究员牵头的国家重点研发计划支持下,中国科学院微生物研究所叶健团队、赵平芝团队与西南大学王雪峰团队历时八年联合攻关,通过系统挖掘我国柑橘属及芸香科远缘种质资源,取得三项里程碑式发现: 1. 首次揭示茉莉素信号通路核心转录因子MYC2与E3泛素连接酶PUB21构成抗病调控枢纽; 2. 创新性发现柑橘"远亲"花椒、九里香、咖喱等植物中的PUB21DN旁系同源体,其39位关键氨基酸变异形成显性负效应,显著提升MYC2蛋白稳定性,激活多通路抗病机制; 3. 构建全球首个靶向稳定MYC2的药物筛选系统,结合深度学习从百万级分子库中筛选出APP3-14等治疗小肽,田间试验显示单季防控效率达80%,有效抑制病菌定殖与传播。

技术革新引领产业变革
该成果突破性体现在三大维度:
绿色防控:研发的小肽制剂可直接作为生物农药应用,减少化学药剂依赖;
精准育种:锁定抗病基因为基因编辑提供靶标,有望将抗病育种周期缩短5-8年;
范式创新:建立跨物种抗性元件利用体系,为其他作物抗病研究提供新思路。
目前,相关技术已在广西、江西等主产区开展规模化试验。《科学》评审专家高度评价该研究"破解了困扰国际农业界百余年的科学难题,奠定了柑橘产业可持续发展的科学基石"。研究团队表示,下一步将加速推进小肽制剂产业化进程,同步开展抗病新种质创制,为全球柑橘产业筑牢生物安全屏障。
西南大学供图