最近的一项研究确定了柑橘中两种关键酶,它们在植物防御亚洲柑橘木虱(ACP)机制中起着至关重要的作用,ACP是致命的黄龙病(HLB)的载体。这项研究为对抗一种给柑橘产业造成重大损失的疾病提供了一个有希望的线索。
柑橘产业面临着由亚洲柑橘木虱(ACP)传播的黄龙病(HLB)的重大挑战。传统的控制方法往往无效且对环境有害。创新和可持续的有害生物管理战略至关重要。由于这些挑战,研究柑橘植物的遗传和生化防御已经成为制定长期解决方案的必要条件。
广东省农业科学院和华南农业大学的研究人员于2024年4月1日在《园艺研究》上发表了一项研究(DOI: 10.1093/hr/uhae037),揭示了两种细胞色素P450酶在柑橘中的作用。该研究揭示了柑橘抵御ACP侵染的遗传机制。
本研究在柑橘中鉴定出两种细胞色素P450酶CsCYP82L1和CsCYP82L2。这些酶负责草食诱导植物挥发物(HIPVs) DMNT和TMTT的生物合成。这些挥发物具有驱虫和吸引天敌的双重防御作用。实时荧光定量PCR (qPCR)分析显示,ACP侵染后柑橘叶片中CsCYP82L1和CsCYP82L2表达显著上调。重组酵母表达和酶分析证实,CsCYP82L1能将(E)-神经醇转化为DMNT,而CsCYP82L2能将(E)-神经醇转化为DMNT,将(E,E)-香叶芳樟醇转化为TMTT。此外,过表达CsCYP82L1和CsCYP82L2的转基因柑橘愈伤组织显示出这些挥发物的增加,在行为分析中降低了ACP的偏好。
主要研究人员之一张欣欣博士说:“这一发现是我们了解植物防御机制的重要一步。通过基因增强CsCYP82L1和CsCYP82L2的表达,我们有可能开发出对ACP具有天然抗性的柑橘品种,从而减少对化学农药的依赖,减轻HLB的传播。”
本研究对柑橘产业意义深远。利用所确定的遗传机制,有可能开发出具有内生抗性的柑橘新品种。这可能会导致更可持续的柑橘种植方式,降低生产成本,减少对环境的影响。这些发现还为采用类似的遗传方法来应对各种作物中与病虫害有关的其他挑战铺平了道路,从而提高了农业的整体抵御能力。