北京日报 | 柑橘保卫战

后皇嘉树，橘徕服兮。受命不迁，生南国兮。

作为中国诗歌史上第一首真正意义上的咏物诗，屈原的《橘颂》确立了橘树“受命不迁，深固难徙”的高洁形象。自此，柑橘成为历代文人抒情言志的精神载体，传承着千年的诗韵与风骨。

其实，从生物学角度来看，柑橘是一个大类，涵盖了几千个品种。虽然家族庞大，但柑橘曾多次面临“灭顶之灾”。背后，是一种被称为“柑橘癌症”的黄龙病作祟。

曾经，面对这种“不治之症”，全球科学家都束手无策。如今，中国科学家给出了自己的解决方案。过去8年来，中国科学院微生物研究所研究员叶健、副研究员赵平芝带领团队打响了一场柑橘保卫战——团队从人体肠道微生物中筛选出多肽药物，精准激活柑橘自身免疫系统，成功实现对病害的“绿色治疗”。在2026年中关村论坛年会重大成果专场发布会上，该多肽药物荣登重大成果榜单。

1919年，在广东潮汕地区，一位科学家首次以书面形式记录下“黄龙病”。顾名思义，被该病感染后的植株叶片呈现“黄龙盘踞”般的斑驳症状。果农的实际记忆比书面记录更早，由于害病的植株果实不能正常转黄，他们也将此称为“青果病”。

“上世纪90年代，我在大学上微生物学课的时候听说过这种病害，它是由病原细菌引起的。当时，它只在两广地区出现。过去的20年里，它基本已经感染了我们中国所有的柑橘种植区域。”叶健说。

有数据统计，黄龙病每年在我国各地摧毁超过1000万棵柑橘树。广西砂糖橘产业甚至曾遭遇“断崖式减产”。

黄龙病不止在中国横行霸道，它让全世界的果农都闻风丧胆。

在2005年之前，美国佛罗里达州拥有全球最大的橙汁加工企业，黄龙病将年均100亿美元的产业几乎席卷一空，2005年到2016年，橙子种植面积和产量分别下降了26%和42%。

黄龙病究竟是一种什么病？

其实，自黄龙病相关病例被发现以来，科学界对其病原的认知始终难以突破，这场漫长的“追凶”之路，走得格外艰难。

中国科学家曾历经多年对水害、土镰刀菌、病毒和线虫等导致黄龙病的可能性进行了深入研究，通过一系列的实验否定了前人的判断，确认黄龙病的病原是一种可传染的病毒。

然而，这并不是“追凶”之路的尽头。真相是，狡猾的黄龙病用“障眼法”欺骗了当时的科学家。直到1991年，中国科学家采用超薄切片与细胞化学的方法，对黄龙病病原形态和病原细胞壁进行研究，才发现引起黄龙病的凶手是革兰氏阴性细菌。至此，引起黄龙病的真正元凶才被抓到。

黄龙病为何如此凶险？

要想阻断一种传染病，控制传染源、切断传播途径是非常重要的两个要素。但这两招儿在黄龙病面前几乎没有发挥空间。

从源头看，黄龙病的病原菌没法通过人工离体培养。

赵平芝解释，这种致病菌必须依赖宿主植物存活，且只侵染柑橘韧皮部的少量细胞，科学家很难在体外打造出与之相似的微环境，“也就是说，我们尚不掌握该致病菌在体外培养的条件，也就无法在体外快速筛选出能有效杀灭病菌的药物。”

从传播途径上看，这是一种虫媒病。

柑橘木虱是传播黄龙病的头号元凶。这种体长不足3毫米的微小害虫，在吸食病树汁液后，会将疾病传染给健康树木。雪上加霜的是，柑橘木虱的繁殖能力惊人：短短一个月，一只成虫就可以繁衍700只后代，种群呈爆发式增长，让病害防控难上加难。

此前，国内外科学家都把对付柑橘木虱当作防控黄龙病的法宝，各种新化学药物不断亮相，但效果甚微。“只要放跑了一只虫子，下个月就变成了700只。”赵平芝说，虫子的耐药性也在节节攀升，有的地区，柑橘木虱的耐药性已经暴涨了数千倍，导致传统药物近乎失效。

此外，黄龙病的潜伏期很长。植株在感染早期几乎没有症状，感染了三至五年后，症状才会集中爆发，这时刚好处于盛果期的染病植株，在三五年之内失去正常产果能力，最后慢慢死掉。

过去几十年来，主流科学界都认为，黄龙病是柑橘的不治之症，砍树是唯一的解决办法。但由于柑橘的根系发达，如果不能彻底地对根系进行消杀处理、对土地进行翻耕，病害很可能在新栽种的果树上卷土重来。

“一棵树每年能为果农带来近千元的收入，不少老农都是含着泪、咬着牙把树砍掉。”叶健说，这一幕幕让他无比心痛，也让他肩上多了一份沉甸甸的使命。他时常在想，作为一名科研工作者，自己究竟能为这些果农做些什么。

事实上，全世界的科学家都在行动。过去20年来，美国投入了几十亿美元，但收效甚微。

中国科学家不甘人后。2018年，微生物所课题组开始参与国家有关柑橘黄龙病的重点研发项目。2021年，团队又参与农业农村部柑橘黄龙病防控揭榜挂帅项目，谋划协作攻克柑橘黄龙病防控科学难题。

“我们的目标是，不求发文章、不求有专利，只希望研发出能够治疗这个病害的药物，精准地控制柑橘黄龙病的蔓延。”抱着这样的决心，叶健带领团队开启了8年的漫长求索，蹚出了一条黄龙病治疗的新路。

打蛇打七寸。

黄龙病致病菌很难培养，传播链条又那么难斩断，它的“七寸”究竟在哪里？

“我们一开始的想法就很坚定，从抗病育种的角度上来看，要从根本上解决这个问题，就是找到抗性基因，提高柑橘自身的免疫力和抗病能力。”赵平芝说。

目标很明确，但通向目标的道路布满荆棘。

最开始，课题组瞄准了柑橘类的主栽品种，希望通过分析不同品种对病原的易感程度，找出相对不易感的抗病品种，从而分析、提取出能抗病的基因。然而，团队的希望很快落空——所有的主栽品种对黄龙病几乎毫无招架之力。

漫无头绪之际，田间调查给了团队灵感。

“我们发现，有的果农会把九里香、咖喱树作为染病植株与未染病植株之间的隔离带，效果还不错。与柑橘同为芸香科植物，为什么九里香有那么好的抗病能力？”带着这个疑问，赵平芝带领团队迅速将研究范围柑橘主栽品种扩大至整个芸香科。

一次次比对后，关键基因PUB21浮出水面。研究发现，在易感黄龙病的柑橘品种中，它的活跃度惊人——相较于抗病品种，它在甜橙中的表达量高出50倍以上，堪称一名“潜伏的叛徒”。

凭借着专业的敏感性，赵平芝隐约地感觉到，可能还会有与之对应的变异基因。于是，团队在对PUB21进行基因改造的同时，也开启了新一轮的大海捞针。

“天然的抗性基因与人工改造的抗性基因，重要程度不可同日而语。”赵平芝解释，物种本身存在的天然抗性差异，不仅解释了许多此前难以阐明的自然现象，也让团队得以追溯背后更深层次的原因。

在筛选和寻找的过程中，团队不仅要有持之以恒的耐心，更要有屡败屡战、从头再来的勇气。

2022年1月底，春节的喜庆气氛已经在大街小巷弥漫。实验室里，团队的每一个人还奋战在自己的工作岗位上。

又一次拿到基因分析结果时，高级工程师孙艳伟敏锐地注意到报告中的不同之处：在能抗病的“远房亲戚”中，团队找到了PUB21的天然变异体——它的“孪生兄弟”PUB21DN。

“真的存在天然变异！” 这一发现迅速在团队中传开，实验室里长久笼罩的阴霾瞬间一扫而空。

此时，距离项目启动已经过去了4年。

“那种感觉，就像在黑暗中摸索了很久，几乎快要坚持不下去时，前方忽然亮起一道曙光。”赵平芝说，那正是团队最气馁的时刻，“当时我们都以为，国内外迟迟没有重大突破，我们或许也只能止步于此了。”

这对“双胞胎”基因的发现，无疑是项目的重大突破。后续研究显示，这两个“双胞胎”基因编码的蛋白质在关键酶活位点只差一个氨基酸，正是这个变异让两个基因呈现出截然不同的功能。“‘哥哥’是一个感病基因，即易感基因；‘弟弟’在关键位点发生突变以后变成了一个抗病基因。”叶健解释。

随着研究的深入，其中的原理也被摸清：PUB21会错误地将“免疫指挥官”MYC2蛋白送入蛋白酶体“粉碎机”，导致抗病防御通路瘫痪；而在柑橘的“远亲”体内，PUB21DN犹如天然的抗病“盾牌”，其关键酶活位点第39位氨基酸能保护免疫指挥官MYC2免于被攻击。

这一原理在柑橘上也得到了验证：当植株体内过量表达PUB21时，病原菌数量增多，感病症状也会明显加重；而过量表达PUB21DN时，柑橘对黄龙病的抗性则显著提升。

这项研究首次明确了PUB21与“免疫指挥官” MYC2蛋白组成的遗传调控回路。

抗病育种的思路就此走通：通过基因编辑，把“叛徒”基因 PUB21 改造成“抗病盾牌” PUB21DN，柑橘就能获得天然的抗病免疫力。

但问题随之而来。

“柑橘是木本植物，完成基因编辑和后续育种，没有个十年二十年下不来，果农等不及，我们也等不及。”面对新的突破，叶健依然忧心忡忡。“如果柑橘黄龙病进展得太快，我们还是拯救不了柑橘。我们还是需要一种特效药！”

攻坚号角，再次吹响。

微生物所11楼温室里，几株栽在大花盆里的沃柑郁郁葱葱。细细的针头和输液管正将药物源源不断地注入植株根部靠下的位置。两三年前，刚被团队从田间带回来的时候，这几株沃柑几乎病入膏肓。

让它们重焕生机的药物，名为“安普肽”，是团队攻克柑橘黄龙病的特效药。

时间回到4年前。

在发现了“双胞胎”基因后，团队便开始绞尽脑汁，寻找基因编辑之外的第二条技术线路。

“我们希望模拟自然规律，提升‘免疫指挥官’MYC2的活性，同时降低感病基因的表达，这样就能道法自然、顺应自然。”叶健说。

如何提高MYC2的水平？关键是抑制“叛徒”PUB21对它的破坏。怎么抑制？可以添加一个药物，阻断攻击过程……团队步步为营，提出一个问题，就扎扎实实地解决一个问题。

可在筛选具体药物时，团队卡了壳。

“我们要找的抗菌肽，必须能抢占PUB21对MYC2的攻击位点；同时还得具备高特异性，只去我们指令它前往的靶向位置，绝不乱跑。”团队成员、博士研究生杨欢说，面对土壤微生物组、共生微生物组等庞大的候选群体，筛选范围之广，让团队一时有些无从下手。

就在这时，叶健表达的另一重担忧，反倒为他们提供了思路：如果选择来自其他环境的抗菌肽，后续还要考虑这种多肽类药物经由柑橘进入人体后，会不会对人体健康带来影响。

既然如此，何不“原汤化原食”——用源自人体肠道的多肽来防治柑橘黄龙病，既能保障药物的安全性，又能确保其作用的高效性，可谓一举两得。

面对肠道微生物组几百万条的数据量，团队请来人工智能技术帮忙。通过一系列的蛋白互作、多肽结构的模拟等，400多种多肽成为候选者。再经过人工更精细的筛选后，安普肽以卓越的位点结合能力及精准性脱颖而出。

实验室结果显示，6个月的时间，药物就可以将病树里面的黄龙病菌完全清除了；停药近两年，植物体内依然没有病菌，说明植株已被完全治愈。

让人欣喜的是，除具备抗病菌活性以外，安普肽还具有抗柑橘木虱的作用。使用安普肽可降低染病植株对木虱的吸引性，从而阻断“病原—媒介昆虫”的互惠关系，实现对柑橘黄龙病扩散传播的有效防控。

2025年4月，团队主导的研究成果以封面文章的形式发表于《科学》杂志。这是百年来全球柑橘黄龙病研究领域的第一篇顶刊。

一个困扰全球农业界长达百余年的世界性难题，被中国科学家成功打开突破口。

专家评价，这项成果意义深远：不仅筛选出可直接应用的绿色生物农药候选分子，还发现了关键抗病基因，为今后利用基因编辑创制抗病新种质提供了重要靶标，有望大幅缩短柑橘抗病育种周期；更建立了一套跨物种抗性元件利用范式，为其他作物抗病研究提供全新思路。

一路走来的酸甜苦辣，全程参与项目的杨欢感触最深。

“最开始，我们连从柑橘叶片中检测蛋白的方法都不完善。”杨欢说，相较于拟南芥等模式植物，柑橘叶片角质层更厚，蛋白提取难度大、杂质干扰多。团队从取样部位、蛋白检测等细节逐一优化，正是这些毫厘之间的精细打磨，最终托举起整个项目。

国际顶级学术期刊的认可不是终点。叶健始终没有忘记初心：让特效药从实验室走向田间地头，真正服务于果农。更大规模的田间实验正在果园里有序推进。

“病树冒出新芽了！”“新芽成功转绿了！”“病恹恹的果树看着精神了！”……

果农的反馈比论文刊发的瞬间更让团队振奋。田间实验结果显示，团队研发的特效药可显著抑制病原菌增殖，减少黄龙病病症，单季病害防控效果高达80%；一次给药以后，柑橘坐果率提高了270%左右。攻坚之路仍未停歇，要做的工作还有很多。

“目前，国内尚无多肽类农药登记先例。”赵平芝举例，作为首个“吃螃蟹”的团队，在推进药物登记上市的过程中，他们要承担大量开创性的工作。此外，病原菌变异、药物的稳定性、剂型改良、环境与病原菌的互作机制等，一系列的后续实验仍在等待团队逐一打磨。树树笼烟疑带火，山山照日似悬金。团队满心期待研究成果早日落地生根。

橘园覆烟，沐光而生。这壮丽景致，是他们的期盼，是他们的坚守，更是他们写在大地上的金色诗篇。