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讓中國年損超百億元的病,他們"揭榜掛帥",攻克了

讓中國年損超百億元的病,他們"揭榜掛帥",攻克了

2025-04-10 | 來源: 中國科學報 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

健康和感病（帶綠色）的柑橘果實。

如此顯著的成效，讓村民自告奮勇地做“免費觀察員”，隨時反饋果樹的變化情況。“看著農民說枯樹發芽，我們比發頂刊論文還高興。”葉健看著手機裡果農發來的視頻笑言。

長久以來，因為藥物防治手段對黃龍病效果有限，即便是美國這樣的科技發達國家也不得不采取“極端手段”，如批准使用劇毒殺蟲劑涕滅威防控木虱、批准使用抗生素鏈霉素防控毀滅柑橘樹的病菌。

“過去，我國也有農民用四環素治療黃龍病，這雖能暫時搶救病樹，但最多只能維持一兩年，而且會產生面源污染和抗生素耐藥性問題。”葉健說，“我們的小肽不僅效果比四環素好，而且是從人類腸道菌中篩選出來的，從生態和食品角度都更具有安全可持續性。”

葉健解釋說，黃龍病菌是一種胞內菌，像寄生蟲一樣寄生在柑橘細胞內，難以清除。而小肽就像一個醫用“電鑽”，能在病原菌細胞膜上穿孔，從而導致細菌的細胞內容物外溢而死亡。據悉，這項技術已申報我國發明專利6項、國際專利3項。

如此“對症”的“藥方”並非憑空而來，研究團隊在基礎研究領域的重大突破為它奠定了基石。

一直以來，攻克黃龍病的難點在於找不到抗病基因。為破解這一難題，葉健帶領團隊將目光投向了更長的時間尺度——2000多萬年來芸香科植物的進化史。

“花椒、咖喱、九裡香等都是柑橘的芸香科‘遠親’，它們有的對黃龍病天生免疫，有的染病卻毫無症狀。葉老師認為它們的基因裡或許藏著抗病的‘鑰匙’。”微生物所高級工程師孫艷偉說。

研究團隊分析了10余種芸香科植物的基因組信息，首次發現其中都存在黃龍病抗病基因——植物茉莉素信號通路核心轉錄因子MYC2。然而，與其互作的另一個基因——E3蛋白降解泛素連接酶PUB21卻會降解MYC2，導致柑橘失去對黃龍病的抗性。進一步研究發現，芸香科抗病植物中存在多了一個基因拷貝的突變基因——PUB21DN，它能阻止PUB21發揮蛋白降解功能，從而穩定MYC2抗病蛋白，使抗病植物獲得對黃龍病的高抗甚至免疫能力。

“PUB21和PUB21DN就像一對性格迥異的兄弟。前者是植物抗病免疫網路的‘叛徒’，會抑制抗病基因；後者是‘守護者’，能管住PUB21，讓MYC2正常執行殺菌功能。”葉健解釋說。

揪出抗黃龍病的關鍵基因靶標後，研究團隊不僅挖掘出治病的小肽，還打開了抗病基因育種的新通道，甚至創制出“自帶疫苗”的新品種。

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“葉健和團隊非常聰明地利用AI找到適合的小肽，實現了黃龍病的可防可治，是一個重大突破。他們還找到了關鍵的抗病基因，對於作物育種來說，這個抗病基因相當於‘農業芯片’，對於重塑全球數千億美元的柑橘產業格局意義重大。”中國科學院院士方榮祥說，這項成果發表後，全球勢必會開發和轉化小肽生物農藥產品，同時推進相關基因編輯育種。

“我們要做好專利保護，推動相關成果落地，動作要快！”他強調。

方榮祥（右二）與葉健、趙平芝接受《中國科學報》采訪。劉黎瓊/攝

三代人的接力

葉健告訴《中國科學報》，這項科學突破是師生三代人接力傳承的成果。

2014年，葉健響應方榮祥的召喚，放棄了新加坡國立大學研究員的職位，在微生物所副研究員的崗位上投身蟲媒病研究。

葉健告訴記者，自己的舍棄“不算什麼”。當年，面向國家糧食安全重大需求，為解決我國馬鈴薯品種退化問題，方榮祥毅然跨界，從人類流感病毒研究轉向植物病毒研究。葉健希望能追隨老師的腳步，在國內的科研舞台上一展抱負。

葉健很感恩背後有一個能吃苦、不怕碰壁、敢於挑戰的團隊。在“揭榜掛帥”項目匯集的聯合攻關團隊中，葉健帶領的這個年輕團隊顯得有些稚嫩，但他們內心始終“憋著一股勁兒”：不解決問題，就不發文章。這篇論文也是該課題組過去8年在這個領域發表的唯一一項研究成果。

趙平芝和孫艷偉是團隊成立之初就跟著葉健“打江山”的“老人”了，兩人都是實驗室裡的“拼命三娘”。

為了開展田間試驗，趙平芝變身“空中飛人”，頻繁往返於北京、廣西、江西多地。她暈車嚴重，吃了暈車藥也無濟於事，但吐完了，還是忍著頭疼與不適上陣。為了找到合適的實驗材料，孫艷偉在很長一段時間裡是“包打聽”，多方搜尋芸香科植物資源。她還帶著學生摸索出九裡香、咖喱、道縣野橘等植物以及柑橘木虱的種植養殖方法，建立了植物組培和基因編輯研究平台，確保用穩定的實驗材料產生高質量的數據。