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柑橘黄龙病菌“Candidatus Liberibacter asiaticus”与寄主新梢互作的动态转录组与解剖学解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Horticultural Plant Journal 5.7
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为解决柑橘黄龙病(HLB)病原“Candidatus Liberibacter asiaticus”(CLas)在新梢中的定殖机制及寄主防御响应问题,研究人员通过动态转录组与解剖学分析,揭示了CLas种群动态、关键代谢通路(如脂质转运、能量代谢)及寄主免疫调控(WRKY/MYB转录因子、Ca2+信号)的时空特征。研究发现CLas通过激活SecY和谷胱甘肽合成酶逃逸寄主免疫,而寄主通过α-亚麻酸代谢和ROS爆发抵抗感染。该研究为靶向新梢的HLB防控策略提供了理论依据。
柑橘黄龙病(HLB)是全球柑橘产业的“癌症”,由韧皮部限制性细菌“Candidatus Liberibacter asiaticus”(CLas)通过亚洲柑橘木虱(ACP)传播。新梢作为CLas定殖和传播的关键部位,其分子互作机制尚不明确。华南农业大学的研究团队在《Horticultural Plant Journal》发表研究,通过整合解剖学观察和双RNA测序技术,首次系统解析了CLas在新梢不同生长阶段的动态互作特征。
研究采用修剪诱导新梢生长模型,对感染CLas的柑橘苗进行2-8周动态监测。通过qPCR量化CLas种群,光学显微镜观察韧皮部结构,并结合柑橘和CLas的双RNA测序(Illumina XTen平台),分析差异基因(DEGs)及功能通路。
3.1 症状发展与CLas种群动态
CLas感染导致新梢叶片黄化、生长抑制,其种群在修剪后4周(4 WAP)达峰值(2.5×106 cells·ng-1 DNA),8周时韧皮部严重崩溃。
3.2 CLas基因表达特征
4 WAP时,CLas上调核苷酸代谢(如2’-脱氧胞苷脱氨酶)和ABC转运蛋白基因,8 WAP时则激活SecY(分泌系统)和谷胱甘肽合成酶(抗氧化)。高表达基因包括Flp菌毛(CD16_02330/2335,介导粘附)和脂肪酸合成酶(FabB/FabH),暗示其依赖宿主脂质生存。
3.6 寄主响应机制
柑橘通过激活α-亚麻酸代谢(3-氧酰基-ACP合酶II上调)和WRKY/MYB转录因子(如Cs_ont_4g019270)启动防御,但激素信号(如生长素受体TIR1)被抑制。8 WAP时,RBOHD(呼吸爆发氧化酶)和Ca2+信号增强,引发ROS爆发抵抗CLas。
结论与意义
该研究揭示了CLas通过劫持宿主脂质代谢和能量(如ATP/ADP转运体)实现定殖,而寄主通过阶段性免疫应答(早期PR蛋白、晚期ROS)对抗感染。发现新梢韧皮部崩溃与果胶酶(PE)激活相关,为开发靶向新梢的防控策略(如阻断SecY或Flp菌毛)提供了分子靶点。研究首次绘制了CLas-柑橘新梢互作的动态转录图谱,对全球HLB治理具有重要指导价值。
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