八年攻坚,我们成功攻克柑橘 “绝症”,改写产业命运

在全球柑橘产业的版图上,一种被称为柑橘黄龙病的 “绝症”,如同高悬的达摩克利斯之剑,长期威胁着这一重要经济作物的生存。如今,经过长达八年的艰苦科研攻关,中国科学家团队成功取得突破,为饱受病害困扰的柑橘产业带来了重生的曙光。

柑橘黄龙病最早于 1919 年在广东地区被发现。患病的柑橘树嫩梢无法转绿,呈现黄色,果实也不能正常转黄,又青又涩,失去商业价值。这种病害由一种介于病毒和细菌之间、难以培养的病原微生物引发,并且通过繁殖速度极快的柑橘木虱传播,防控难度极大。过去的 20 年里,它迅速蔓延至中国所有柑橘种植区域,就连美国这样的科研强国,在投入大量资金后,也未能有效阻断其传播。美国佛罗里达州曾是柑橘的重要产区,产值一度高达 100 亿美元,却因黄龙病锐减至不足 10 亿,从柑橘出口大国沦为进口国。

2014 年,中国科学院微生物研究所的叶健团队毅然投身于柑橘黄龙病的研究工作。他们深入赣南产区,目睹了病害肆虐下果农的惨痛损失。成片的柑橘树因染病被砍伐焚烧,果农们看着辛苦种植 7 到 8 年、正处于盛果期的果树,满心不舍却又无可奈何。这些场景深深刺痛了科研人员的心,也坚定了他们攻克难题的决心。

叶健团队另辟蹊径,从提高柑橘自身免疫力入手。在田间调查时,他们发现野生的九里香虽感染病菌却无症状,具有良好的抗病能力。通过对科学院植物园中大量芸香科植物的研究,他们有了重大发现:感病的甜橙只有一个 PUB21 基因,而抗病的材料中多了一个与之相似的 PUB21DN 基因。这两个基因如同 “双胞胎”,仅相差一个氨基酸,却有着截然不同的功能。PUB21 是易感基因,而 PUB21DN 则是抗病基因。团队进一步研究发现,PUB21 基因通过给柑橘的免疫指挥官 MYC2 蛋白加上 “死亡标签”,导致其降解,从而削弱柑橘的免疫力;而抗病材料中 PUB21 基因表达水平低,MYC2 蛋白积累多,使得柑橘具备抗病害能力。基于此,团队利用基因编辑技术,将感病的 “哥哥” 基因转变为抗病的 “弟弟” 基因,成功让柑橘获得免疫能力。

然而,柑橘作为木本植物,基因编辑育种周期漫长,果农难以等待。为了尽快找到特效药,团队借助 AI 技术,从人类肠道微生物组海量数据中筛选抗菌小肽。他们建立 AI 算法平台,通过模拟蛋白互作、小肽结构等,精准筛选出具有潜力的小肽药物。这些小肽源自人体,安全性和高效性有保障,能够阻断 PUB21 基因给 MYC2 蛋白加 “死亡标签” 的过程,增强柑橘的免疫能力。

经过不懈努力,被感染黄龙病、被判 “死刑” 的柑橘树,在接受治疗 4 个月后重获生机。这一成果不仅为中国 6000 万吨左右的柑橘产业带来希望,也为全球柑橘种植提供了宝贵的解决方案。中国科研人员用八年时间,成功攻克了这个困扰世界 100 多年的难题,改写了柑橘产业的命运,让果农们重燃丰收的希望。

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