撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

黃龍病（HLB）——也被稱為 “柑橘癌癥”，這是是一種由柑橘木虱傳播的嚴重危害柑橘樹的細菌疾病，黃龍病每年造成價值 100 億美元的經(jīng)濟損失， 目前尚無有效治療手段，一旦感染，大多數(shù)柑橘樹會在幾年內(nèi)死亡。

而現(xiàn)在，中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)了柑橘對抗黃龍病的分子機制，并利用人工智能（AI）開發(fā)出了能夠拯救和恢復(fù) 受感染柑橘樹的治療性多肽。

2025 年 4 月 11 日，中國科學(xué)院微生物研究所葉健團隊與 西南大學(xué)王雪峰團隊（ 中國科學(xué)院微生物研究所趙平芝、楊歡、孫艷偉為共同第一作者）合作，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science上 發(fā)表了題為： Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance 的研究論文，該研究還被選為當(dāng)期封面論文。

該研究首次解析了柑橘抗黃龍病的核心分子機制，闡明了由PUB21-MYC2組成的黃龍病抗性遺傳回路，并利用 AI 輔助篩選出了穩(wěn)定抗病蛋白 MYC2 的雙功能肽——APP3-14，田間試驗結(jié)果顯示，APP3-14 能有效治療黃龍病，單季防控效率達 80%。

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Science封面：拯救柑橘樹

黃龍病：柑橘產(chǎn)業(yè)的“無解難題”

黃龍病由一種名為韌皮桿菌亞洲種（

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Las） 的細菌感染引發(fā)，通過 柑橘木虱傳播，受感染柑橘葉片黃化、果實畸形，最終整株死亡。由于
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Las 無法在體外培養(yǎng)，傳統(tǒng)農(nóng)藥和抗病育種均告失敗，全球柑橘產(chǎn)業(yè)長期籠罩在陰影下。

破局關(guān)鍵：兩個蛋白的“攻防戰(zhàn)”

在這項最新研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，植物細胞內(nèi)存在一對“攻防分子”：

  • PUB21（破壞者）：一種E3泛素連接酶，會標記抗病蛋白 MYC2 并送進“細胞回收站”降解。

  • MYC2（防御指揮官）：調(diào)控茉莉酸（植物免疫激素）信號通路的核心轉(zhuǎn)錄因子，可激活抗病基因。

在易感黃龍病的柑橘品種中，PUB21 過度活躍，從而持續(xù)降解 MYC2，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)“癱瘓”，

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Las 趁機肆虐。

進化啟示：遠親植物的“抗病密碼”

研究團隊在能夠抗黃龍病的柑橘遠緣物種中發(fā)現(xiàn)了 PUB21 的顯性負效應(yīng)突變體——PUB21DN，其喪失了降解 MYC2 的能力，從而具有抗黃龍病能力。此外，抗病物種的 PUB21 啟動子缺少一段 helitron 轉(zhuǎn)座子片段插入，減少了 MYC2 的結(jié)合位點，打破了“PUB21 越活躍→MYC2 越少→免疫越弱”的惡性循環(huán)。

研究團隊進一步證實，將 PUB21DN 轉(zhuǎn)入易感黃龍病的柑橘后，其 MYC2 水平飆升，

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Las 載量下降 90%，植株完全恢復(fù)健康。

AI 助力：發(fā)現(xiàn)雙功能抗菌肽

為開發(fā)更普適的治療方案，研究團隊利用人工智能（AI）輔助篩選人類腸道抗菌肽庫，鎖定了一種僅含 14 個氨基酸的抗蛋白水解肽——APP3-14，能夠雙管齊下，對抗黃龍病——

靶向抑制：結(jié)合 PUB21 并阻斷其功能，將 MYC2 穩(wěn)定性提高 3 倍，重啟茉莉酸免疫通路；

直接殺菌：破壞

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Las 的細胞膜，導(dǎo)致其細胞內(nèi)容物泄漏，效果媲美抗生素。

接下來，研究團隊驗證了APP3-14的抗病效果，在溫室實驗中，APP3-14 治療六個月后，患病柑橘樹的新生葉片 100% 無癥狀，

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Las 被徹底清除。在田間試驗中， APP3-14 能有效治療黃龍病，單季防控效率達 80%，柑橘新梢健康生長。

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從破解植物免疫密碼，到 AI 賦能藥物設(shè)計，這項中國原創(chuàng)研究展現(xiàn)了大科學(xué)問題的破題智慧。這項研究不僅為黃龍病防治提供了全新策略（研究團隊已申請多項國內(nèi)和國際專利），該研究提出的“靶向穩(wěn)定抗病蛋白”的思路還有望推廣至其他由難培養(yǎng)病原體引發(fā)的植物病害（例如棗瘋病、葡萄皮爾斯病）。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7203