人工智能设计的抗菌肽有望治疗柑橘青枯病

在《科学》杂志发表的一项研究中，中国科学院微生物研究所叶健教授领导的一个研究小组确定了柑橘对柑橘绿变病（HLB）抗性的第一种机制

利用人工智能（AI），该团队还开发了抗菌肽，为对抗这种疾病提供了一种有前景的治疗方法。这一发现解决了农业界长期面临的挑战——柑橘中缺乏天然存在的抗HLB基因

柑橘青枯病是现代农业中最具破坏性的植物病害之一，每年造成数十亿美元的损失。该疾病主要由亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）传播，由亚洲柑橘菌Candidatus Liberibacter asiaticus（CLas）引发

由于没有已知的治疗方法，HLB已经摧毁了亚洲、非洲、美洲和欧洲50个国家数百万英亩的柑橘作物，由于其深远的影响和根除的困难，使其成为“百年病”。所有商业柑橘品种都容易感染，一旦感染，树木通常会在几年内死亡

为了解决这个问题，研究人员确定了一个涉及转录因子MYC2及其相互作用的E3连接酶PUB21的关键抗性途径。

通过研究芸香科柑橘物种及其远亲，他们在Bergera koenigii（咖喱叶植物）和花椒（四川胡椒植物）中发现了PUB21副属

这些同源基因编码了PUB21的显性负型（PUB21DN），其特征是在第39位残基发生了一个关键突变，抑制了PUB22 1的活性。这种抑制稳定了MYC2蛋白，显著增强了防御途径和抗菌代谢产物的产生，赋予了对HLB的免疫力。转基因柑橘植物被改造成过表达PUB21DN，表现出对该病的抗性增强

基于这些天然抗性机制，研究人员使用AI驱动的筛选技术通过抑制PUB21活性来稳定MYC2。通过这种方法，他们鉴定出一组抗蛋白水解肽（APPs），包括APP3-14，在温室和田间试验中都显示出有希望的结果

APP3-14不仅有效地控制了引起HLB的病原体CLas，还破坏了疾病传播，在一个季节内实现了高达80%的控制效率

这一突破提供了双重好处：开发用于环保生物农药的可药物化肽，以及通过靶向蛋白质稳定来对抗不可培养病原体的新策略

除了HLB，这一策略还可以帮助解决由难以培养的病原体引起的其他植物病害，如玉米锈病和Xylella fastidiosa，这些病原体会导致橄榄快速衰退综合征（OQDS）

通过靶向病原体效应器和稳定宿主免疫蛋白，这项研究为各种作物的创新抗病解决方案铺平了道路，为全球农业可持续发展带来了新的希望 More information: Pingzhi Zhao et al, Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adq7203. www.science.org/doi/10.1126/science.adq7203

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