柑橘綠化病病原菌對(duì)昆蟲載體具有腸道扭曲作用
導(dǎo)致柑橘綠化病的細(xì)菌不僅會(huì)摧毀柑橘果園,還會(huì)對(duì)傳播它的昆蟲的腸道造成嚴(yán)重破壞。美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局研究分子生物學(xué)家,博伊斯湯普森研究所(BTI)助理教授Michelle Cilia實(shí)驗(yàn)室的研究人員報(bào)告說,亞洲柑橘木虱中腸的細(xì)胞在被柑橘綠化細(xì)菌感染后會(huì)自毀。和康奈爾大學(xué)的綜合植物科學(xué)學(xué)院。9月15日發(fā)表在“ 科學(xué)報(bào)告 ”上的研究結(jié)果表明,干預(yù)中腸細(xì)胞死亡的策略可能會(huì)阻止木虱進(jìn)一步傳播細(xì)菌。
“這項(xiàng)研究表明腸道是這種病原體進(jìn)入昆蟲的關(guān)鍵界面,”Cilia說。“植物病原體在昆蟲載體中引起如此深遠(yuǎn)的反應(yīng)是非常不尋常的,昆蟲的反應(yīng)可能是我們可以用來阻止昆蟲獲取和傳播細(xì)菌的跟腱”。
柑橘綠化病,也被稱為黃龍病,已經(jīng)對(duì)佛羅里達(dá)州90億美元的柑橘產(chǎn)業(yè)造成了可怕的損失,并且在加利福尼亞已經(jīng)檢測(cè)到受感染的樹木。這種疾病是由細(xì)菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)引起的,它是由亞洲柑橘木虱在從樹木移動(dòng)到樹上時(shí)傳播的,以樹液為食。
新的研究表明,亞洲柑橘木虱試圖通過殺死腸道內(nèi)的感染細(xì)胞來抵抗感染,但觀察也可以通過CLas努力擴(kuò)散到這個(gè)重要的組織屏障之外來解釋。中腸是CLas在進(jìn)入昆蟲體液(稱為血淋巴)之前必須通過的第一道屏障。CLas然后前往唾液腺,它必須穿過,然后通過昆蟲穿孔,吸吮口器注入新樹。
BTI的研究人員,美國農(nóng)業(yè)部和來自Volcani中心的訪問科學(xué)家在CLas感染的柑橘植物上培育了亞洲柑橘木虱,然后將其腸道解剖出來并在顯微鏡下觀察它們。與未感染的木虱相比,暴露于CLas的腸細(xì)胞具有死點(diǎn),異常和破碎的細(xì)胞核。這些變化伴隨著生物標(biāo)志物,表明程序性細(xì)胞死亡和DNA降解。所有這些跡象都表明木虱對(duì)細(xì)菌的免疫反應(yīng)。
當(dāng)被感染為若蟲時(shí),亞洲柑橘木虱最有效地傳播CLas,而作為成蟲感染的昆蟲是不太成功的細(xì)菌載體。作者推測(cè)成年木虱可能更能抵抗CLas感染并降低傳播率。
該研究增加了越來越多的工作,表明細(xì)菌和病毒可以逃避昆蟲中的細(xì)胞死亡,在某些情況下甚至可能利用它來增加傳播。
實(shí)際上,研究結(jié)果表明木虱中腸中的細(xì)胞死亡是人類可以通過干預(yù)阻斷細(xì)菌通過昆蟲的路徑的地方??茖W(xué)家可以引入阻斷參與細(xì)胞死亡的蛋白質(zhì)的“阻斷”分子,或使用遺傳方法沉默與該過程相關(guān)的基因。已經(jīng)開發(fā)出腸道結(jié)合化合物,阻止蚜蟲吸收植物病原體,研究人員正在研究類似的木虱化合物。
部署其中一種策略可能需要一年的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),然后進(jìn)行兩到五年的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,另一年需要獲得EPA和USDA批準(zhǔn)。雖然柑橘種植者的延遲將是痛苦的,但有針對(duì)性和精確的方法可能比目前用農(nóng)藥或抗生素治療樹木的努力更能成功地拯救柑橘產(chǎn)業(yè)。
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