对抗致命柑橘病害的新工具

科学家对于在全球范围内消灭柑橘园的病害上又前进了一步。与病害相关的细菌的新模型揭示了以前无法获得的控制病害的方法。

加州大学河滨分校(UC Riverside)微生物学教授James Borneman说:“模型向你展示了所有生物过程,以及它们如何协同工作。他们还向你展示了哪些分子途径(如果被阻断)会杀死该生物。”

在这种情况下,研究人员创建了第一个与黄龙病或HLB相关的细菌模型,该病害又称为柑橘绿化病。该团队的研究发表在《自然》杂志旗下的《npj Systems Biology and Applications》期刊上。

该研究小组为六种不同的称为CLas的细菌菌株建立了模型,从而使它们能够识别多达94种细菌生存所需的酶。这些酶现在可以被认为是创造新的抗菌疗法的目标。

此外,研究小组还确定了细菌生长所需的代谢产物。

“就像人类将所食用的食物分解成称为代谢产物的小成分来为我们的细胞提供营养一样,细菌细胞也需要代谢产物来促进其生长,” Borneman说。


CLas细菌的透射电子显微镜图像(J.M.Bové/ INRA)

了解CLa生长所需的代谢物可以使科学家在实验室中培养这种代谢物。由于目前还不可能独自开发CLa,这阻碍了科学家研究和最终管理CLa的能力。

这项研究涉及加州大学河滨分校、加州大学圣地亚哥分校、德克萨斯农工大学和美国农业部之间的合作。除了Borneman之外,建模团队的成员还包括加州大学河滨分校植物病理学家Georgios Vidalakis和加州大学圣地亚哥分校系统生物学家Karsten Zengler。

加州大学河滨分校处于抗击黄龙病研究的最前沿。该大学其他重要的研究领域包括抗菌素的开发和释放,柑橘的免疫系统强化,通过详细了解宿主-微生物相互作用来工程改造抗性柑橘,抗性柑橘的繁殖和昆虫管理等。

由于微生物往往会因药物和其他阻止微生物的作用而发生突变并获得耐药机制,因此Borneman告诫说,解决该问题的任何一种方法都可能是短期的。

Borneman说:“微生物几乎总是能适应控制措施,这使得病原体与宿主之间的竞赛永远。不会有什么东西可以解决这种疾病。我们可能需要解决与该疾病相关的所有三个要素——细菌,传播该疾病的昆虫,和柑橘类植物,从而找到持久的解决方案。”

为此,该研究团队正在构建柑橘和昆虫(亚洲柑橘木虱)的代谢模型。

Borneman说:“我们希望这种多微生物建模的努力将提供对该疾病潜在机制的新见解,这将实现有效和可持续的黄龙病管理策略。”

来源:加州大学河滨分校


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