柑橘是全球和我國第一大水果,柑橘黃龍病是全球柑橘產(chǎn)業(yè)“頭號殺手”,肆虐全球50余個國家,對我國柑橘產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展構(gòu)成了嚴重威脅?。全球商業(yè)化柑橘品種幾乎都對黃龍病敏感,此前研究雖發(fā)現(xiàn)野生柑橘及近緣屬寄主存在抗耐性,但具體分子機制不明,制約了抗病品種培育與靶向藥物開發(fā)。

4月11日,中國科學院微生物所和西南大學作為共同通訊作者單位在科學》(Science發(fā)表了題為《靶向Myc2穩(wěn)定賦予黃龍病抗性》(Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance)的封面論文。

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在西南大學周常勇研究員牽頭的兩期黃龍病研究與防控相關(guān)國家重點研發(fā)計劃支持下,西南大學柑桔研究所與中國科學院微生物研究所等單位歷經(jīng)八年聯(lián)合攻關(guān),通過深度挖掘我國柑橘屬及蕓香科遠緣種質(zhì)資源,首次發(fā)現(xiàn)植物茉莉素信號通路核心轉(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“遠親”花椒、九里香、咖喱等植物中存在的PUB21DN旁系同源體,通過39位關(guān)鍵氨基酸變異形成顯性負效應(yīng),顯著增強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,使柑橘獲得對黃龍病的高抗甚至免疫能力。同時利用人工智能技術(shù)篩選出可有效防控該病害的治療性小肽,溫室和大田實驗表明該小肽可顯著抑制黃龍病菌定殖。這項研究不僅破解了困擾國際農(nóng)業(yè)界百余年的缺乏柑橘黃龍病抗性基因的科學難題,更為全球柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了重要科學基礎(chǔ)。

中國科學院微生物研究所葉健研究員、趙平芝副研究員與西南大學柑桔研究所王雪峰研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目支持。

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

來源:西南大學