征服柑橘绿化：研究合作孕育新希望

柑橘黄龙病是一种毁灭性且无法治愈的疾病，摧毁了全球柑橘果园。这不仅仅是一杯鲜榨橙汁面临的风险：如果没有更多创新且经济实惠的解决方案来控制它，柑橘绿化可能会导致 10 到 15 年内所有新鲜柑橘的损失。

无论是早晨的一杯橙汁、晚间鸡尾酒中的风味、为鱼添加热情，还是为鳄梨酱添加柠檬汁，大多数人在日常生活中都会吃、喝或闻到柑橘类的东西。除了盘子和玻璃杯之外，您还会在家里发现柑橘，通常以柠檬酸的形式存在，柠檬酸是一种具有多种用途的调味剂和防腐剂。它被添加到罐头和罐装食品中以帮助防止肉毒杆菌中毒，添加到葡萄酒中以降低低酸度并改善口味，添加到蜡烛、肥皂、个人护理产品和维生素补充剂中。柑橘需求旺盛：2018年全球柑橘类水果产量1.52亿吨其他在短短 10 到 15 年内，这个数字将降至零——如果没有解决方案，新鲜柑橘的生产可能会完全消失。

该叶子的背面显示出 HLB 感染的一些视觉症状：不对称褪绿（叶子组织变黄）和斑驳图案（中脉不对称）。图片由 CRDF 现场试验经理 Brandon Page 拍摄

我们必须追溯到 100 多年前，以确定我们今天面临的全球柑橘生产面临的威胁。 1919年，中国发现了一种致命的细菌性植物病害——柑橘绿化病，又称黄龙病（HLB）。绿化会损害树木吸收养分的能力，导致果实变形、变绿、味道苦涩。它由入侵性亚洲柑橘木虱 (ACP) 传播。这种害虫比芝麻籽还小，以柑橘叶和茎为食，用细菌（Candidatus Liberibacter asiaticus 或 CLas）感染树木，导致柑橘绿化。在拉十五年来，全球前 10 个橙子生产国中的 7 个国家都检测到了这种细菌，并摧毁了亚洲、巴西、多米尼加共和国和美国的果园。佛罗里达大学和弗吉尼亚理工大学的研究人员进行的一项研究认为，这种细菌是通过进口柑橘引入的，气候变化将使木虱（在 60 至 90 华氏度的温度下繁衍生息）随着全球气温升高而继续传播。上升。

未成熟的柑橘芽被亚洲柑橘木虱成虫侵染。图片由 CRDF 现场试验经理 Brandon Page 拍摄

全球威胁以惊人的速度蔓延

仅一只亚洲柑橘木虱就可以感染整个柑橘园。这种入侵害虫繁殖迅速，一年可产生30代，造成大规模破坏。毫不奇怪，柑橘黄龙病近年来已成为全球性威胁，导致超过 100 万棵柑橘树损失。es.截至 2019 年，中国江西省损失了 25% 的果园，巴西（2004 年首次发现该病害的巴西）损失了 5260 万棵甜橙树，减少了 31%。在佛罗里达州（2005 年首次发现该病害），橙子产量下降了 75% 以上，柚子产量下降了 85%。在一些地区，后院柑橘几乎已经消失。 2019 年，加利福尼亚州的 1500 多棵树中检测到了这种物质，州官员报告称，该数量每周增加 60 棵树。

其经济后果是惊人的：截至 2016 年，仅佛罗里达州柑橘黄龙病就造成了超过 46 亿美元的损失和超过 30,000 个工作岗位。柑橘种植成本大幅上升，加剧了这一问题。如今，佛罗里达州种植一英亩土地的价格约为 2200 至 2400 美元，而 15 年前为 800 至 1000 美元。大流行导致对柑橘的需求增加，表面上看这似乎是一个严重的问题。肝脏衬里。不幸的是，由于卫生要求和社交距离措施的增加，采摘、处理、包装和运输水果的成本也有所上升。失去柑橘会影响我们的健康，改变我们的饮食方式，并对种植者的生计产生毁灭性影响。种植者比以往任何时候都更需要各种经济实惠的工具来有效减轻柑橘黄龙病并再次创造盈利能力。

由于多种原因，这种疾病难以控制。这种致病细菌只能在树木的循环系统或昆虫的肠道中繁殖，这使得筛选和研究变得困难。在柑橘树上发现这种疾病也是一个挑战，因为受感染的树可能需要数年时间才会出现视觉症状。没有治愈方法——一旦柑橘树被感染，这种疾病在三五年内就会致命。

入侵的亚洲柑橘木虱繁殖迅速，一年可产生30代，造成大面积的稻瘟病。卡莱的破坏。图片由 CRDF 现场试验经理 Brandon Page 拍摄

减轻不治之症

为了控制这种疾病，种植者目前采取的策略包括移除受感染的树木并重新种植新树、花更多时间进行侦察以及增加作物保护的应用，这导致了柑橘种植成本的上升。研究人员开发了创新的短期解决方案。营养治疗被用来对抗柑橘绿化引起的营养损失。经过训练的狗有望在感染后几周内闻出疾病的气味，并且最近经过验证的测试表明其准确率超过 92%。加州大学戴维斯分校的一位教授发现了树叶化学指纹的差异，开发并商业化了类似于狗鼻子能力的技术，收集气味，然后在实验室中分析特定的生物标记与柑橘黄龙病有关的ER。

这些专注于早期检测的短期策略成本高昂，而且只是在找到长期解决方案之前争取时间来帮助减缓传播速度。了解致病细菌、传播细菌的昆虫以及柑橘植物本身是找到可持续且更实惠的长期解决方案的关键。细菌模型揭示了新的控制方法的可能性。微生物研究的前景广阔的领域包括抗菌治疗、柑橘免疫系统强化、有针对性的昆虫控制以及培育抗性柑橘植物。

合作培育新希望

2017 年 8 月，拜耳开始与柑橘研究与发展基金会 (CRDF) 领导的研究合作伙伴关系，该基金会是佛罗里达州一家支持柑橘种植者的非营利组织。 10 月，这项汇集了学术界和私营部门科学家的研究合作项目获得了美国出发地 1000 万美元的资助农业国家粮食和农业研究所 (USDA-NIFA) 紧急柑橘病害研究和推广 (ECDRE) 计划资助两年的研究。根据美国农业部可用资金和项目的充分进展，将额外发放 500 万美元用于第三年的资助。

拜耳高级研发研究员 Denise Manker 担任研究团队之间的主要联络人：“柑橘种植者需要创新的解决方案，我们很自豪能够与大学研究人员并肩工作，帮助解决这种毁灭性的疾病。”此次合作已经导致高通量筛选系统的开发，该系统能够加速、有针对性且更具成本效益地筛选能够抑制或杀死致病细菌的抗菌菌株。高通量系统向世界各地的科学家（拜耳和非拜耳科学家）开放，每季度可测试约 500 个菌株。

研究本身重点关注两种方法。第一个筛选天然存在的微生物，这些微生物可以通过杀死引起柑橘绿化的细菌来控制柑橘绿化。第二种方法是筛选合成化合物，以确定它们是否可以增强植物的防御系统。它的作用很像植物疫苗，使树木开启其自然防御来对抗致病细菌。目前，性能最佳的微生物和化合物正在佛罗里达州进行现场试验。 CRDF 首席运营官 Rick Dantzler 指出，“我们的目标是使 HCB 在功能上变得无关紧要或完全根除它。拜耳的合作有可能推动这一目标，推出几种商业产品，帮助种植足够优质的水果，使种植者能够在充满挑战的市场中保持竞争力。”

很难想象一个没有新鲜柑橘的世界。科学能拯救我们的柑橘吗？汇聚学术界和私营部门的顶尖科学家Tor 在开发创新且更实惠的解决方案方面表现出了巨大的希望，这些解决方案可以减缓或完全消除柑橘黄龙病——这是确保柑橘种植者生计的一线希望，使新鲜柑橘能够继续成为世界各地餐桌上的固定食品。

拜耳 柑橘绿化 法兰克福：巴恩