基因学家“征”病毒和“魔剪”抗击柑桔病

柑橘黄龙病侵袭美国南部的橘子园。照片来源:乔·雷德尔/盖蒂

长期以来，美国水果种植者一直担心柑橘根腐病会“袭击”他们的果园。但是现在，这种毁灭性的病原体可能是他们战胜另一种更严重的柑橘疾病的最好希望。后者席卷了该国南部的橘子园，留下了大量荒废的果园。

总部位于佛罗里达州的农业公司南方花园柑橘公司已经向美国农业部申请使用转基因柑橘根腐病病毒(CTV)来攻击导致柑橘黄龙病的细菌。在过去的10年里，柑橘黄龙病使美国柑橘产量减半，并对整个柑橘产业构成严重威胁，柑橘产业的市场价值为33亿美元。

最近，相关申请已经进入收集公众意见的阶段，美国农业部将评估这种转基因病毒对环境的影响。

转基因CTV病毒的田间试验已经在进行中。如果相关申请通过，这将是该方法的首次商业应用。这也将为避免转基因作物的管理和攻击提供机会。

"现在，我们正在举行一场拯救橙子的竞赛."加州大学戴维斯分校的食品科学家卡罗琳·斯卢普斯基说，“柑橘类水果无处不在，非常可怕。”

事实上，转基因病毒只是科学家开发的对抗柑橘黄龙病的工具之一。其他研究人员计划使用CRISPR-Cas9来编辑柑橘树的基因，使其对害虫更有抵抗力，或者转基因树可以表达防御基因或具有更短的核糖核酸分子，以防止感染柑橘黄龙病。

当地种植者也帮助投资了一个跨国项目。该项目旨在对柑橘树基因进行测序，以便找到更多的基因来对抗柑橘黄龙病。"在这个领域有许多科学机会。"戴维斯加州大学的植物病理学家布莱斯·福克说，“我们需要新技术。”

柑橘黄龙病是柑橘生产中最具毁灭性的病害，主要分布在巴西、美国、南部非洲、东南亚国家和印度洋地区。受感染果树的果实通常是绿色果实，受感染果实的果汁是酸的和淡的。这种疾病的病原体是根皮杆菌，它主要通过以树液为食的柑橘木虱传播。

2005年，迈阿密报道了该国第一棵柑橘树感染了这种疾病。“一瞬间，我们感到‘不好’。”佛罗里达大学专门开发柑橘新品种的Fred Gmitter说。

事实上，一些研究人员已经赢得了对抗柑橘黄龙病的偶然胜利。就在疫情爆发的时候，格米特团队发布了一种叫做Sugarbell的柑橘品种。尽管这些树也开始感染韧皮部杆菌，但如果种植者修剪得当，施肥得当，他们也能收获适量的甜橙。

但是成功是很难复制的:为什么橙子能抵抗疾病仍然是个谜。

几年后，南方花园柑橘公司开发了转基因柑橘，它可以表达菠菜中的基因来抵抗柑橘黄龙病。该公司表示，田间试验结果表明，柑橘在一定程度上能够抵抗柑橘黄龙病。

然而，这种方法需要几年时间才能满足有关部门对转基因作物的上市要求。此外，消费者可能不接受转基因橘子树的果实或果汁。

因此，南方花园柑橘公司提出了不同的方法，并于今年2月向美国农业部提交了转基因CTV的申请。与转基因桔子树不同，该公司希望改变有害菌株CTV的基因，以便生产菠菜的防御基因。该公司计划将感染了转基因CTV的树枝移植到果树上。

今年4月，美国农业部宣布将开始对该申请进行环境评估。这一过程将需要两年时间，也是该部门允许转基因病毒上市的必要步骤。

由于转基因病毒不会改变水果，该方法将允许农民证明他们的橙子不是转基因产品，从而避免相关法规的限制，减少公众的疑虑。

此外，这些项目还有一个目标，就是找到能帮助柑橘在关闭后产生抗病能力的基因。如果研究人员能找到这些基因，他们可以用CRISPR使它们失活。佛罗里达大学的植物病理学家王念正在使用这种方法来编辑橘子树，并希望能发现这些树到2019年是否会产生抗药性。有些人还利用对柑橘木虱的核糖核酸干扰来关闭允许昆虫传播韧皮部杆菌的基因。

现在，一个主要问题是:柑橘产业能否等到相关解决方案付诸实施？“这是一种毁灭性的疾病，种植者已经等了10年了。”格米特说。(张张编)