PNAS | 加州大学河滨分校金海翎团队揭示具有预防和治理柑橘黄龙病双重功能的稳定抗菌肽！

柑橘类水果和橙汁由于味道鲜美，含有大量的维生素C、叶酸、黄酮类物质橙皮苷和柚皮苷，对健康有很多好处，是人们日常饮食中深受喜爱的成分。就在我们面临COVID-19疫情的同时，柑橘也面临着自己的毁灭性疫情，即黄龙病（HLB）或绿化病。自2005年佛罗里达州首次报告HLB以来，佛罗里达州的柑橘产量减少了74%。目前还没有治疗HLB阳性柑橘树的方法，感染该病的柑橘树在几年内就会死亡。Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas)是全球最流行的HLB病原菌，主要由亚洲柑橘木虱（Diaphorina citri）传播。由于无法培养HLB病原菌，极大地阻碍了我们对HLB毒力机制的理解和HLB防治方法的发展（Nature Communications | 植物毛状根成为探索病害治理的突破性工具！）。

近日，权威期刊PNAS发表了美国加州大学河滨分校金海翎教授团队的最新相关研究成果，题为A stable antimicrobial peptide with dual functions of treating and preventing citrus Huanglongbing的研究论文。同时，美国佛罗里达大学的王年教授在PNAS上为该研究撰写了题为A promising plant defense peptide against citrus Huanglongbing disease的点评。本研究表征了一种来自HLB耐受性的热稳定抗菌肽MaSAMP，它既能杀死CLas，又能诱导植物免疫，是控制HLB的潜在突破。由于其双重作用，可将其归为宿主防御肽。这一新发现很可能会引发人们对在其他植物中鉴定和使用宿主防御肽的广泛兴趣（PNAS | 新研究揭示豆科植物中的抗真菌共生肽）。

目前，有人建议将包括防治粉虱、清除接种体和重新种植不含HLB的树木在内的战略作为控制HLB的实际解决方案。然而，这种策略成功的关键是大规模（区域范围）的全面实施，这在执行上具有挑战性。小规模或不全面地实施这样的策略，无法防止HLB的传播。与大多数植物病原菌不同的是，已经定殖在分生孢子的CLas免受许多环境压力的影响，如紫外线(UV)辐射、高温和干旱以及化学处理的影响。科研人员根据温室试验的数据确定了一种高效的抗菌肽，可以到达花叶中杀死CLas，从而减轻HLB症状，防止新的CLas感染。MaSAMP是从耐HLB的澳大利亚指橙（Microcitrus australasica）中发现的，它是柑橘的近亲。遗传抗性是最有效、最经济、也是最可持续的作物防虫方法。

图1. 从HLB耐受性柑橘亲缘植物中发现的一种热稳定抗菌肽SAMP具有杀菌活性

图2. MaSAMP抑制不同HLB阳性柑橘品种的CLas

宿主防御肽由于其来源于柑橘，可能在残留水平方面引起较少的关注。叶面喷洒后，它在维管中的含量可达到22μM，远高于杀死CLas所需的浓度。宿主防御肽如何有效地被柑橘植物吸收还有待确定。其热稳定性似乎有助于其在植物中的抗菌活性。除了抗菌活性，MaSAMP还能诱导植物防御反应。植物防御诱导剂，如水杨酸(SA)、SA类似物，已被测试通过诱导植物免疫来控制HLB。然而，由CLas编码的SA羟化酶使诱导的植物防御变得复杂，它能降解SA并对植物防御诱导产生负面影响。此外，CLas还编码其他蛋白，如SDE1、SDE15和1-Cys过氧化脲素，以抑制植物免疫。耐人寻味的是，本研究发现的植物防御肽能够压倒CLas的对策，诱导植物免疫。这一过程依赖于病原相关基因1(NPR1)和skp1的G2等位基因的抑制剂(SGT1)，尽管这种识别的受体仍然未知。MaSAMP不同于大多数已知的抗菌肽，它不是富含半胱氨酸的肽，含有67个氨基酸，可能代表了一个新的抗菌肽家族。重要的是，其抗菌活性似乎挑战了抗菌肽通常具有低和广谱活性的观点。然而，它的许多特性，如其最低杀菌浓度和最低抑制浓度，以及其作用模式和特异性的机制仍有待探索。对其作用方式和特异性的机理的理解可能会提供关于如何提高抗菌肽的活性的线索。

图3. MaSAMP保护健康柑橘树免受CLas感染

图4. MaSAMP对α-proteobacteria最有效

图5. SAMP的α-helix2域是关键的杀菌基团

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