柑橘黄龙病是全球柑橘产业的“头号杀手”，由韧皮杆菌引起并通过亚洲柑橘木虱传播，缺乏有效防控手段。中国科学院微生物研究所叶健研究团队在《Plant Communications》发表的最新研究，完整揭示了黄龙病菌操纵寄主吸引媒介昆虫的分子通路，并发现一种源自肠道微生物的小肽APP3-14能通过增强柑橘气味防御阻断病害传播循环，为绿色防控提供了全新思路。

病株“招虫”之谜：气味防御被瓦解

田间观察发现，亚洲柑橘木虱特别喜欢叮咬感染黄龙病的柚树。研究证实，这种偏好完全由病株释放的“气味”所主导。

如下图所示，通过行为学实验和化学分析发现，病株中用于驱赶木虱的关键“防御性气味分子”——特别是β-石竹烯的释放量大幅下降，导致植株失去了驱虫能力，反而变得对木虱有吸引力。

图1 | 病株“气味”改变，失去驱虫力。 A. 木虱显著偏好飞向病株。B. 病株中多种关键驱虫萜烯（如β-石竹烯）释放量下降。C. 合成这些萜烯的基因在病株中被“关闭”。D. 体外实验证明TPS21-7酶负责生产β-石竹烯。E. β-石竹烯对木虱有直接驱避作用。

病菌的“阴谋”：效应蛋白SDE5的双重破坏

那么，病菌是如何做到这一点的呢？研究团队发现，病菌分泌的一种名为SDE5的效应蛋白是“幕后黑手”。

图2 | 效应蛋白SDE5是操纵木虱的关键。 在柑橘中生产SDE5蛋白后，植株会变得吸引木虱（A-E），同时驱避性萜烯的合成也被抑制（F, G）。

SDE5蛋白结构独特，它不仅能像一些人类病原菌的蛋白那样抑制溶菌酶的活性（下图B, C），从而帮助病菌自身在植物体内生存；更关键的是，它还能直接攻击植物的防御指挥中心。

图3 | SDE5具备溶菌酶抑制功能。 B, C. 实验证实SDE5能强烈抑制溶菌酶活性，该功能依赖于其第68位丝氨酸。F. 失去溶菌酶抑制能力的SDE5突变体也无法吸引木虱。

这个“指挥中心”就是名为MYC2的核心转录因子，它负责启动包括β-石竹烯在内的多种防御物质的合成。SDE5会潜入细胞核，一方面“策反”细胞内的清洁工（PUB蛋白）将MYC2降解掉；另一方面直接阻止MYC2蛋白正常工作，具体机制是干扰它们两两结合（ dimerization ）。

图4 | SDE5破坏MYC2的正常工作。 F, G. 实验直观显示，SDE5的存在会显著干扰MYC2蛋白形成功能所必需的二聚体结构。

小肽“破局”：重建防御，一石二鸟

面对病菌精密的攻击策略，研究团队找到了一种源自人体肠道微生物的小肽APP3-14来进行反击。

如下图所示，这个小肽展现了“一石二鸟”的精准防控能力：它既能直接中和SDE5的溶菌酶抑制活性，削弱病菌的生存能力（图E）；又能稳定MYC2蛋白，帮助植物重建“气味防御”系统，恢复β-石竹烯等驱虫物质的释放（图F）。最终，经小肽处理的病株对木虱的吸引力显著降低（图D）。

图5 | 小肽APP3-14恢复植物防御。 D. 小肽处理显著降低病株对木虱的吸引力。E. 小肽直接拮抗SDE5的功能。F. 小肽帮助病株恢复关键驱虫物质的合成。

总结与展望：从分子机制到绿色未来

该研究完整揭示了黄龙病菌如何通过精巧的分子策略操纵植物与昆虫，并创新性地提出了一种基于小肽的绿色防控新路径。

图6 | 小肽APP3-14破局黄龙病传播的工作模型。 本图清晰对比了健康植物、染病植物以及小肽干预后的不同命运，总结了SDE5的双重破坏机制与APP3-14的双重反击策略。

从应用价值来看，小肽APP3-14避免了传统化学农药的弊端。这项研究不仅为终结柑橘产业的“头号杀手”带来了希望，其“靶向病原毒性因子 + 激活植物自身免疫”的先进思路，也为防治其他由昆虫传播的植物病害提供了全新范式。

Zhao, P., Sun, Y., Chen, X., Zhang, J., Yang, H., Hao, X., Fang, R., & Ye, J. (2025). A small peptide APP3-14 disrupts pathogen-insect mutualism via modulating plant MYC2-mediated olfactory defense. Plant Communications. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101544

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