人工智能與天然抗性相結合，對抗柑橘黃龍病

中國科學院微生物研究所葉健教授領導的團隊首次發現了柑橘對柑橘黃龍病（HLB）的抗性機制。該研究詳細介紹了利用人工智能（AI）開發抗菌肽作為一種有前景的治療方法。

黃龍病由亞洲柑橘木蝨傳播的細菌“亞洲柑橘韌皮桿菌”（CLas）引發，已摧毀全球柑橘作物，造成每年數十億美元的損失。該疾病影響亞洲、非洲、美洲和歐洲的50多個國家。

抗性途徑的發現

研究人員確定了一個關鍵的抗性途徑，涉及轉錄因子MYC2及其相互作用的E3連接酶PUB21。他們發現咖哩葉和四川花椒植物中存在PUB21的旁系同源物，這些同源物編碼PUB21的顯性負性形式（PUB21DN），從而抑制PUB21的活性。

這種抑制作用穩定了MYC2蛋白，增強了防禦途徑和抗菌代謝物的產生，從而賦予了對黃龍病的免疫力。經過基因工程改造以過度表達PUB21DN的轉基因柑橘植物表現出對該疾病的增強抵抗力。

人工智能驅動的肽開發

該團隊利用人工智能驅動的篩選技術，通過抑制PUB21的活性來穩定MYC2。這導致了抗蛋白水解肽（APP）的鑑定，其中包括APP3-14，該肽在田間試驗中表現出高達80％的控制效率。

APP3-14有效地控制了引起黃龍病的病原體CLas，並破壞了疾病的傳播。這一突破提供了雙重好處：環保的生物農藥和通過靶向蛋白穩定來對抗難以培養的病原體的策略。

潛在應用

除了黃龍病，該策略還可以解決由難以培養的病原體引起的其他植物病害，例如玉米鏽菌和橄欖樹快速衰退綜合徵（OQDS）。通過靶向病原體效應子並穩定宿主免疫蛋白，這項研究為各種作物中創新的抗病解決方案鋪平了道路，為全球農業可持續性提供了新的希望。