根據(jù)博伊斯湯普森研究所(BTI)科學(xué)家的感染和免疫研究，有關(guān)柑橘綠化相關(guān)細(xì)菌如何感染攜帶它們的唯一昆蟲的新線索可能會(huì)阻止微生物從樹到樹的傳播。和農(nóng)業(yè)研究服務(wù)(ARS)。

柑橘綠化，也被稱為黃龍病，是一種嚴(yán)重影響全世界柑橘生產(chǎn)的疾病?；加羞@種疾病的樹木無法從土壤中獲得足夠的營養(yǎng)，它們的葉子會(huì)變黃，幼枝會(huì)枯死，水果仍然很小，很綠，不適合出售。僅僅幾年之后，樹木完全死亡。

這些癥狀與稱為'Candidatus Liberibacter asiaticus'的細(xì)菌有關(guān)，簡稱CLas，通過其微小的昆蟲載體，亞洲柑橘木虱(Diaphorina citri)從樹到樹傳播。今天，在佛羅里達(dá)州的每個(gè)柑橘生產(chǎn)縣，整個(gè)南部柑橘種植州和南加州的孤立地點(diǎn)都發(fā)現(xiàn)了柑橘綠化。種植者已經(jīng)嘗試了很多策略來對(duì)抗這種疾病，但沒有一種方法足夠有效或持久。

Boyce Thompson研究所(BTI)和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心新興害蟲和病原體研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在努力尋找解決方案，他們最近的出版物揭示了一項(xiàng)重要的控制策略。 CLas的傳播。發(fā)表于感染和免疫，它們提供了CLas如何感染其木虱載體的可能機(jī)制。

當(dāng)木虱在受感染的樹上進(jìn)食時(shí)，細(xì)菌被吸起，在昆蟲內(nèi)部復(fù)制，然后感染健康的樹木，因?yàn)槟臼谡麄€(gè)樹叢中進(jìn)食。如果不搭便車，CLas將無法感染新的樹木，因此沒有新的樹木會(huì)死于柑橘綠化病。由于長期目標(biāo)是破壞這種相互作用，Heck實(shí)驗(yàn)室的研究人員一直關(guān)注一個(gè)重點(diǎn)：并非所有的木虱在傳播CLas的能力上都是平等的。

“研究表明，若蟲能夠比成年人更好地從植物中獲取細(xì)菌，”BTI研究員，該研究的第一作者M(jìn)arina Mann說。“回答為什么我們接下來的步驟之一，因?yàn)樗赡転槲覀兲峁┝艘环N控制木虱傳播細(xì)菌的能力的方法。”

為了有效地通過木虱傳播，CLas必須穿過昆蟲腸道內(nèi)的細(xì)胞。該實(shí)驗(yàn)室在BTI教授和ARS研究員Michelle Heck的指導(dǎo)下，先前已經(jīng)證明成人ACP的腸細(xì)胞在被CLas感染時(shí)會(huì)經(jīng)歷嚴(yán)重的應(yīng)激反應(yīng)。細(xì)胞核變得碎裂，一些細(xì)胞甚至?xí)l(fā)生細(xì)胞凋亡 - 自身誘導(dǎo)的細(xì)胞自殺。在他們最近的出版物中，研究人員報(bào)告了年輕的木虱若蟲的不同反應(yīng)。

“當(dāng)我們觀察若蟲時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)它們的細(xì)胞核很少達(dá)到我們在成年人身上看到的相同程度的破壞，因此似乎對(duì)接觸CLas的效果有抵抗力，”Mann說。

下一步將是確定若蟲的抗性機(jī)制，以便可以逆轉(zhuǎn)以阻止CLas的傳播。一個(gè)重要的線索在于木虱如何與其腸道中的共生細(xì)菌相互作用，尤其是Wolbachia pipientis。

許多昆蟲是Wolbachia的宿主，并且通常依賴這些細(xì)菌獲得重要的益處 - 就像人類健康如何依賴于腸道細(xì)菌一樣。在他們的研究中，Mann和Heck表明，在木虱若蟲中，Wolbachia和CLas存在于同一細(xì)胞內(nèi)。為了適應(yīng)有益細(xì)菌，若蟲腸細(xì)胞可能會(huì)主動(dòng)避免細(xì)胞自殺，作者假設(shè)這可能有助于CLas同時(shí)進(jìn)入和繁殖。

他們的理論得到了他們的發(fā)現(xiàn)的支持，即木虱若蟲的CLas水平與W. pipientis的水平密切相關(guān)，這意味著讓更多Wolbachia進(jìn)入的若蟲也會(huì)讓更多的CLas進(jìn)入。雖然這個(gè)鏈接仍有待直接測試，但了解其機(jī)制可能會(huì)產(chǎn)生破壞木虱-CLas相互作用的重要目標(biāo)。

“我們現(xiàn)在已經(jīng)立足于理解其內(nèi)臟中若蟲與成體木虱之間的分子差異，而CLas正在利用它進(jìn)入昆蟲載體，”該項(xiàng)目的首席研究員Heck說。“這對(duì)于我們開發(fā)阻止昆蟲在樹叢中傳播的新方法的能力非常重要。”

加州柑橘研究委員會(huì)主席Dan Dreyer說：“柑橘種植者將在疾病控制和拯救美國柑橘產(chǎn)業(yè)方面處于更好的狀態(tài)。”該委員會(huì)為此項(xiàng)研究和其他旨在制定柑橘綠化管理戰(zhàn)略的研究提供資金。 。

“關(guān)于CLas，它是如何通過亞洲柑橘木虱獲得和傳播的，以及它如何導(dǎo)致這種疾病，仍有許多未解答的問題，”Dreyer繼續(xù)說道。“我們對(duì)CLas及其載體的了解越多，我們就越接近柑橘生產(chǎn)過程中的柑橘生產(chǎn)。”