新(xin)京报讯(记者张璐(lu))柑橘黄龙病被称为“柑橘界的癌症(zheng)”,这种由(you)?亚洲韧皮杆菌?引发的毁灭性病害,已肆虐全球近50个(ge)国家,导致柑橘产业年(nian)均损失(shi)超百亿美金?。近日,中国科学院微生物(wu)研究所叶健团队成功解析柑橘抗黄龙病核心分子机制,并利用人工智能(AI)技术筛选出(chu)可有效防(fang)控该(gai)病害的小肽。该(gai)项(xiang)成果作为封面文章于(yu)2025年(nian)4月11日发表在《科学》(Science)上。
研究团队对(dui)我国柑橘及其抗性免疫远缘植物(wu)(如花椒、咖喱等)进行了深入分析,首次(ci)发现植物(wu)体(ti)内存在一个(ge)关键的抗病调(diao)控系统。这个(ge)系统由(you)两个(ge)重要蛋白组成:MYC2(负责传递抗病信号)和PUB21(负责调(diao)控蛋白降解)。
特别令(ling)人振奋的是,研究人员在花椒等植物(wu)中发现了PUB21的“潜伏版本”(PUB21DN)。这个(ge)版本由(you)于(yu)第39个(ge)氨基酸(suan)的改变(bian),获得了独特的抗病功能。它能有效保护MYC2蛋白不被降解,从(cong)而持续(xu)激(ji)活植物(wu)的防(fang)御(yu)系统。这种机制不仅能增强多(duo)种抗病蛋白的活性,还能促进具(ju)有抗菌作用的天(tian)然(ran)化合物(wu)合成。
基于(yu)天(tian)然(ran)抗性机制,团队构建了全球首个(ge)靶向稳定MYC2蛋白的药物(wu)筛选系统,并引入深度学习算法,从(cong)百万级(ji)分子库中高效筛选出(chu)APP3-14等系列(lie)治(zhi)疗小肽。经(jing)跨纬度多(duo)中心田间试验(yan)在广西和江西等地证实,该(gai)小肽可显著抑(yi)制黄龙病菌定殖,阻断病害传播链,单季防(fang)控效率达80%。
该(gai)项(xiang)成果提供了可直接应用的绿色(se)生物(wu)农(nong)药候选分子;发现抗病基因,为未来利用基因编辑创制抗病新(xin)种质提供重要靶标(biao),可有效缩短柑橘抗病育种周期;建立跨物(wu)种抗性元件(jian)利用范式(shi),为其他作物(wu)抗病研究提供新(xin)思路。
这项(xiang)研究不仅破解了困扰国际(ji)农(nong)业界缺乏柑橘黄龙病抗性基因的科学难题(ti),也为全球柑橘产业可持续(xu)发展提供了新(xin)的解决方案。
编辑 白爽
校对(dui) 李立军