近日，我校植物保護學院柑橘黃龍病研究團隊在微生物學Top期刊Microbiology Spectrum（影響因子9.04，中科院一區TOP期刊）發表了題為“Pathogenicity and transcriptomic analyses of two ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’strains harboring different types of phages”的研究論文（論文鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.00754-23）。該研究首次發現了含有不同類型噬菌體的黃龍病菌株間存在致病力差異的現象，并以長春花為指示寄主，系統解析分析了不同菌株間存在致病力差異的分子機制。
柑橘黃龍病是柑橘生產上最具毀滅性的病害，近年來隨著我國柑橘產業的迅速發展，黃龍病呈現不斷蔓延的趨勢。黃龍病菌至今無法離體培養，相關致病機制并不明確，嚴重制約了病原生物學研究與防控技術研發。早期研究發現，黃龍病菌可攜帶不同類型的噬菌體，且不同類型的噬菌體可能會影響黃龍病菌的生物學特性與致病作用，但相關機制并不清楚。
本研究通過選取廣東產區（低海拔，命名為菌株PGD，含有Type 2噬菌體）和云南產區（高海拔，命名為菌株PYN，含有Type 1噬菌體）的代表菌株，以長春花為指示寄主，系統比較分析兩個菌株在長春花植株上的致病表現。研究發現，菌株PGD比菌株PYN具有更強的復制能力與致病性，即感染PGD菌株的長春花植株更早地出現黃化癥狀，且表現更為嚴重的矮化癥狀。定量分析發現，菌株PGD攜帶的Type 2噬菌體為單拷貝，而菌株PYN攜帶的Type 1噬菌體則表現為多拷貝。全基因組分析發現，Type 2噬菌體具有溶原相關的特異基因，而Type 1噬菌體則含有溶菌相關的特異基因。
進一步分析發現，與Type 1噬菌體的溶菌循環及噬菌體外殼組裝相關的基因在菌株PYN感染的長春花中高表達，說明Type 1噬菌體存在較強的裂解活性，在一定程度上限制了菌株PGD的繁殖，從而導致長春花的延遲感染。而與Type 2噬菌體的溶原循環相關的基因在菌株PGD感染的長春花中高表達，說明Type 2噬菌體以原噬菌體的形式穩定存在于菌株PGD的染色體上。比較轉錄組分析發現，涉及致病效應因子、致病相關轉錄因子、Znu轉運系統及亞鐵血紅素生物合成途徑的相關基因在兩個菌株間的顯著差異表達可能是引起兩個菌株間致病力差異的另一個主要因素。本研究得到的結果不僅為闡明黃龍病菌與噬菌體的互作機制提供重要依據，同時也為系統解析黃龍病菌的致病機制提供了新的思路。
論文第一作者為我校植物保護學院2022級博士研究生鄭永欽，植物保護學院柑橘黃龍病研究團隊鄧曉玲教授和鄭正副教授為該論文的共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金（31901844）、國家重點研發計劃項目（2021YFD1400800）和國家柑橘產業技術體系的資助。
文圖/植物保護學院