中國(guó)科學(xué)院微生物研究所供圖

柑橘黃龍病被稱為“柑橘界的癌癥”，這種由?亞洲韌皮桿菌?引發(fā)的毀滅性病害，已肆虐全球近50個(gè)國(guó)家，導(dǎo)致柑橘產(chǎn)業(yè)年均損失超百億美元?。這項(xiàng)研究不僅破解了困擾國(guó)際農(nóng)業(yè)界缺乏柑橘黃龍病抗性基因的科學(xué)難題，也為全球柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了新的解決方案。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)深度挖掘我國(guó)柑橘屬及蕓香科遠(yuǎn)緣種質(zhì)資源，首次發(fā)現(xiàn)植物茉莉素信號(hào)通路核心轉(zhuǎn)錄因子MYC2及其互作E3泛素連接酶PUB21構(gòu)成抗病調(diào)控樞紐。創(chuàng)新性揭示柑橘“遠(yuǎn)親”花椒、咖喱等植物中存在的PUB21DN旁系同源體，通過(guò)39位關(guān)鍵氨基酸變異形成顯性負(fù)效應(yīng)，顯著增強(qiáng)MYC2蛋白穩(wěn)定性，激活多種抗病蛋白及次生代謝物合成通路，使柑橘獲得對(duì)黃龍病的高抗甚至免疫能力。

基于天然抗性機(jī)制，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了全球首個(gè)靶向穩(wěn)定MYC2蛋白的藥物篩選系統(tǒng)，并引入深度學(xué)習(xí)算法，從百萬(wàn)級(jí)分子庫(kù)中高效篩選出APP3-14等系列治療小肽。經(jīng)跨緯度多中心田間試驗(yàn)在廣西和江西等地證實(shí)，該小肽可顯著抑制黃龍病菌定殖，阻斷病害傳播鏈，單季防控效率可達(dá)80%。

靶向蛋白降解的柑橘黃龍病抗性調(diào)控機(jī)制。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所供圖

該項(xiàng)成果既提供了可直接應(yīng)用的綠色生物農(nóng)藥候選分子，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了抗病基因，為未來(lái)利用基因編輯創(chuàng)制抗病新種質(zhì)提供重要靶標(biāo)，可有效縮短柑橘抗病育種周期，并且建立了跨物種抗性元件利用范式，為其他作物抗病研究提供新思路。研究同步建立了“抗病基因挖掘-分子機(jī)制解析-智能藥物設(shè)計(jì)”全鏈條研發(fā)體系，相關(guān)研究?jī)?nèi)容已申請(qǐng)6項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利和3項(xiàng)國(guó)際專利。

中國(guó)科學(xué)院微生物研究所葉健研究員、趙平芝副研究員和西南大學(xué)王雪峰研究員為文章共同通訊作者，微生物所副研究員趙平芝、博士研究生楊歡和高級(jí)工程師孫艷偉為文章共同第一作者。該研究得到國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中國(guó)科學(xué)院項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。

責(zé)任編輯：魏敏