柑橘黄龙病为什么成为世界性难题?如果感染只能砍除烧毁吗?有可能治好或者控制住吗?

云杉,只讲干货,科学生活。

农业大学的人表示太熟悉这病了。

这么说吧,一个黄龙病,就把美国从柑橘出口大国,给干成了柑橘进口国。

但是,这种困扰全世界柑橘上百年的“植物癌症”,刚刚被我国学者攻克了。

黄龙病(Citrus Huanglongbing, HLB),你看它的英文名,就知道是在国内发现的,这种病最早出现在 1919 年的广东地区,所有柑橘品种(沃柑、砂糖橘、丑橘、蜜橘、阳光橙等)对它都没有抵抗力。

感染了黄龙病的柑橘,果子的颜色会变得非常奇怪,半黄半青,无法完全转黄。

这样的果子不能成熟、含糖量极低、口感特别差,没有了任何的使用价值,只能让它烂在地里。

感染黄龙病的柑橘

更恶心的是,黄龙病是一种传染病,可以依靠亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)、果农嫁接来传染到其他健康株上,以一种奇高的效率传播。

亚洲柑橘木虱

说个直观的例子,广西有个沃柑果农不小心在外地买了带黄龙病的苗子,结果 2 年里连带周边果农一共砍掉了 8 万棵数,直接经济损失 3000 多万。

还有个更惨的例子,是美国佛罗里达。佛州这地方曾经是世界柑橘的主产区,每年的经济产值高达 100 亿美金。

然后在本世纪初,佛州开始流行黄龙病,20 年的功夫当地柑橘产业产值缩水到 10 亿美金,跌了 90%。

可以看看下表,深蓝色柱子的是佛州柑橘产量,2000 年的时候有 2.35 亿筐,到了 24 年就只能年产 0.21 亿筐了:

众所周知,美国是世界上防治病虫害技术最发达的国家之一。

即便是美国人,花了 20 年时间也没能根治黄龙病,到底是为什么?

一是因为病原体太过独特。

黄龙病的病原体是名为韧皮部杆菌属亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)的一种“细菌”。

为什么要加引号?因为它其实介于病毒和细菌之间,是一种细胞内微生物,更像是一个大号的病毒。

韧皮部杆菌属亚洲种

这种独特的结构,让它没办法人工培养,就很难针对它研发特效药。

二是因为传播媒介太难杀了。

前面说过,黄龙病依靠亚洲柑橘木虱完成虫媒传播,而这种小虫子的雌性个体,1 个月的功夫就能产生 700-1000 只可育后代...

也就是说,你在灭虫过程中疏漏了 1 只亚洲柑橘木虱,它一个月后就可以带着上千只子嗣过来嚯嚯你。

起初,各类杀虫剂对亚洲柑橘木虱还有不错的杀灭效果。

但是,久而久之,大家就发现了问题。

杀虫剂容易有漏网之鱼 + 亚洲柑橘木虱可以快速繁殖=这个物种光速进化出耐药性。

具体有多抗药?

赣南脐橙种植区的亚洲柑橘木虱对联苯菊酯的抗性水平增长了 130 倍,对烯啶虫胺的抗性抗性增长 250 倍,对其他杀虫剂的抗药性也在稳步上升。

针对病原体,没有特效药。而它的传染媒介,把杀虫剂当饮料喝。

那咋办?很长一段时间,全世界果农面对黄龙病的做法,只能是把病树砍了烧了,祈祷它不会扩散,经常是几千上万亩的柑橘,因为一场黄龙病流行就变成了一片废墟。

更可怕的是,亚洲柑橘木虱是一种飞行能力极强的昆虫,所以黄龙病的发病区面积在国内一直在增长:

美国人 20 年投入了几十亿美金,没能消灭黄龙病。

在大洋彼岸的中国,学者们找到了希望。

中国科学院微生物研究所叶健老师,在田间调查时听当地农民说有种叫“九里香”的行道树,不会受黄龙病影响,而这种树跟柑橘都是芸香科的植物。

叶健老师的团队历经 8 年的研究,发现了其中的影响因子,2 种关键基因,PUB21 与 MYC2。

前者让植物易感黄龙病,而后者让植物抵抗黄龙病。

PUB21 还有个兄弟基因 PUB21DN,能够让 MYC2 免疫 PUB21 的攻击。

接下来,他们开发出全球首个靶向稳定 MYC2 的药物筛选平台,用 AI 在数百万分子的大数据库中筛选出最合适的 MYC2 保护剂,APP3-14,可以通过给果树打点滴的方式给药。

面对庞大的数据量,AI 可以一个个蛋白、一个个小肽去尝试,然后逐个验证:

温室和田间多次试验表明,APP3-14 不仅能保护 MYC2,还能高效杀死黄龙病的病原体,让染病植株起死回生。

6 个月后,注射 APP3-14 的患病植株,彻底康复,叶健团队将 APP3-14 命名“安普肽”。

讲道理,让柑橘叶子转绿的学者名字叫叶健...科研有时候还是得讲点玄学的。

我描述这这一段研究,寥寥数百字,但实际上叶健老师的团队汇聚了中国顶尖的一批相关领域的科研力量,吭哧吭哧干了 8 年之久。

才有了今年 4 月的这篇《科学》的封面文章。

用 8 年时间破解 100 年未被解决的“柑橘癌症”,这个封面值得。

当然,因为科学杂志的这波变相宣传,现在安普肽的商业化转化做得非常好,也算是不负有心人。

看到这里,回答一下开头的问题。

曾经的世界难题黄龙病,已经被中国学者攻克。

谁在和你说这玩意儿是植物癌症,可以建议他更新一下知识库~