柑橘黄龙病是一种由难以培养的细菌引起的毁灭性疾病,每年给全球柑橘产业造成巨大损失。近日,中国科学家在这一疾病的防控方面取得重大突破,为治疗作物"癌症"提供了全新思路。
中国科学院微生物研究所和西南大学的研究团队发现,在普通柑橘中存在一种特殊的蛋白质相互作用:抗病蛋白MYC2和易感蛋白PUB21就像一对"对手"。PUB21会不断破坏MYC2,削弱植株的免疫力。但在某些具有抗病特性的野生柑橘近缘植物中,PUB21发生了基因突变,使其不再威胁MYC2。
基于这一发现,研究团队利用人工智能技术筛选出一种特殊的小肽,这种小肽能够"锁住"PUB21,阻止其破坏MYC2。喷洒含有这种小肽的药剂后,在广西、江西等地的田间试验显示,柑橘树的黄龙病菌定殖量显著降低,染病植株逐渐恢复生机。
这项研究首次在全球范围内明确了黄龙病抗性基因的分子机制,并开发出靶向治疗手段。未来,这种治疗方法不仅能用于救治染病果树,还可通过改良苗木基因,培育出先天具有抗病能力的新品种。
科学家估算,这一技术大规模推广后每年可为我国减少因黄龙病导致的损失超过50亿元。更重要的是,这一研究发现的"稳定抗病蛋白+靶向小肽"策略,也为治疗由难以培养的细菌引起的其他植物病害提供了全新思路。
这项成果是多家科研机构协同创新的结果:西南大学柑桔研究所提供丰富的田间数据和组学信息;微生物所解析了病原与宿主的分子互作机制;计算机专家设计了智能药物。这种"实验室-果园-产业"的全链条创新模式,为保障全球农业可持续发展作出了重要贡献。
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