登上Science封面!我国学者成功解析“柑橘癌症”抗病机制，并利用AI找到防治药物

来源：生物世界 2025-04-14 14:23

该研究首次解析了柑橘抗黄龙病的核心分子机制，阐明了由 PUB21-MYC2 组成的黄龙病抗性遗传回路，并利用 AI 辅助筛选出了稳定抗病蛋白 MYC2 的双功能肽——APP3-14。

黄龙病（HLB） 也被称为 柑橘癌症 ，这是是一种由柑橘木虱传播的严重危害柑橘树的细菌疾病，黄龙病每年造成价值 100 亿美元的经济损失，目前尚无有效治疗手段，一旦感染，大多数柑橘树会在几年内死亡。

而现在，中国学者发现了柑橘对抗黄龙病的分子机制，并利用人工智能（AI）开发出了能够拯救和恢复受感染柑橘树的治疗性多肽。

2025 年 4 月 11 日，中国科学院微生物研究所叶健团队与西南大学王雪峰团队（中国科学院微生物研究所赵平芝、杨欢、孙艳伟为共同第一作者）合作，在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为：Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance的研究论文，该研究还被选为当期封面论文。

该研究首次解析了柑橘抗黄龙病的核心分子机制，阐明了由PUB21-MYC2组成的黄龙病抗性遗传回路，并利用 AI 辅助筛选出了稳定抗病蛋白 MYC2 的双功能肽 APP3-14，田间试验结果显示，APP3-14 能有效治疗黄龙病，单季防控效率达 80%。

Science封面：拯救柑橘树

黄龙病：柑橘产业的 无解难题

黄龙病由一种名为韧皮杆菌亚洲种（CLas）的细菌感染引发，通过柑橘木虱传播，受感染柑橘叶片黄化、果实畸形，最终整株死亡。由于CLas 无法在体外培养，传统农药和抗病育种均告失败，全球柑橘产业长期笼罩在阴影下。

破局关键：两个蛋白的 攻防战

在这项最新研究中，研究团队发现，植物细胞内存在一对 攻防分子 ：

1. PUB21（破坏者）：一种E3泛素连接酶，会标记抗病蛋白 MYC2 并送进 细胞回收站 降解。

2. MYC2（防御指挥官）：调控茉莉酸（植物免疫激素）信号通路的核心转录因子，可激活抗病基因。

在易感黄龙病的柑橘品种中，PUB21 过度活跃，从而持续降解 MYC2，导致免疫系统 瘫痪 ，CLas 趁机肆虐。

进化启示：远亲植物的 抗病密码

研究团队在能够抗黄龙病的柑橘远缘物种中发现了 PUB21 的显性负效应突变体 PUB21DN，其丧失了降解 MYC2 的能力，从而具有抗黄龙病能力。此外，抗病物种的 PUB21启动子缺少一段helitron 转座子片段插入，减少了 MYC2 的结合位点，打破了 PUB21 越活跃 MYC2 越少 免疫越弱 的恶性循环。

研究团队进一步证实，将 PUB21DN 转入易感黄龙病的柑橘后，其 MYC2 水平飙升，CLas 载量下降 90%，植株完全恢复健康。

AI 助力：发现双功能抗菌肽

为开发更普适的治疗方案，研究团队利用人工智能（AI）辅助筛选人类肠道抗菌肽库，锁定了一种仅含 14 个氨基酸的抗蛋白水解肽 APP3-14，能够双管齐下，对抗黄龙病

靶向抑制：结合 PUB21 并阻断其功能，将 MYC2 稳定性提高 3 倍，重启茉莉酸免疫通路；

直接杀菌：破坏CLas 的细胞膜，导致其细胞内容物泄漏，效果媲美抗生素。

接下来，研究团队验证了APP3-14的抗病效果，在温室实验中，APP3-14 治疗六个月后，患病柑橘树的新生叶片 100% 无症状，CLas 被彻底清除。在田间试验中，APP3-14能有效治疗黄龙病，单季防控效率达 80%，柑橘新梢健康生长。

从破解植物免疫密码，到 AI 赋能药物设计，这项中国研究展现了大科学问题的破题智慧。这项研究不仅为黄龙病防治提供了全新策略（研究团队已申请多项国内和国际专利），该研究提出的 靶向稳定抗病蛋白 的思路还有望推广至其他由难培养病原体引发的植物病害（例如枣疯病、葡萄皮尔斯病）。

论文链接：

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

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