《美国柑橘黄龙病防治技术的引进与合作研究》

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柑橘黄龙病俗称柑橘“癌症”,广西由于黄龙病的发生,损毁柑橘果园累计超过4万公顷,造成农民直接或间接经济损失超过100亿元;而美国自2005年发现柑橘黄龙病以来,在短短的6年时间里已造成40亿美元的损失,佛罗里达全境柑橘均被感染。柑橘黄龙病的病原菌为难培养细菌、寄生在柑橘韧皮部中,给病原微生物的研究带来了困难;并且所有的柑橘品种或种质资源均感病。防治技术仍以减少媒介昆虫、挖除感病组织、培育无病种苗等预防和减少再感染技术为主,缺乏真正有效的直接治疗技术。因此,在美国农业部国际合作项目、广西自然科学基金以及广西重点国际合作项目的支持下,与美国农业部园艺作物研究所和佛罗里达大学合作开展柑橘黄龙病防控的生物学基础研究,采用化学治疗和热处理对柑橘黄龙病进行防控,并且对感染黄龙病柑橘植株进行宏基因组分析,阐明其生物学基础。具体成果如下:由于黄龙病病原菌还不能纯培养,并且寄生在韧皮部。因此,很难筛选对黄龙病病原菌有效的药物以及如何将药物运输到柑橘韧皮部。因此,该研究通过建立长春花和柑橘嫁接筛药体系,成功筛选到对柑橘黄龙病病原菌有效的药物数十份(其中氨苄类药物杀菌率达到100%);同时,柑橘嫁接筛药体系还能起到保育柑橘种质资源的作用。在获得对黄龙病病原有效药物的基础上,建立了两个纳米供药系统,其中油包水的纳米供药系统能够有效地将药物透过柑橘叶片表皮(其渗透效率提高了3.3倍),运输到柑橘韧皮部杀死黄龙病病原菌;采用躯干吸收的方式,水包油的纳米乳能够高效地将氨苄运输到柑橘韧皮部,相对有效利用率达到274.63%;水包油的纳米乳也能够有效地提高井冈霉素,井冈霉素+放线菌酮,以及磺胺间二甲氧对黄龙病的治疗效果,其效率分别提高了57.58%,18.06%和22.22%。因此,通过对柑橘黄龙病有效药物筛药平台和供药平台的建立,为柑橘黄龙病的化学治疗提供了坚实的技术后盾。热治疗作为防治柑橘黄龙病的一种有效手段,但是柑橘黄龙病是一种系统性病害,热治疗只能处理到柑橘的地上部分,而不能处理柑橘根部。因此,该研究采用热处理和化学处理相结合对柑橘黄龙病进行防治。表明:45℃下的处理不仅能够有效地抑制黄龙病病菌,还能够增强发病植株的树势,从而提高药物的吸收效率和抑制黄龙病的防治效果。该研究还对感染黄龙病柑橘在热处理,化学药物处理以及营养元素Zn处理下,对病原微生物的宏基因组进行分析。结果表明:对柑橘黄龙病有效药物在清除或者抑制Las的同时,还能够优化柑橘体内的内生菌群落结构,促进柑橘的健康生长。采用热处理治疗柑橘黄龙病时,在柑橘叶片中,来自Streptomycetaceae,Desulffobacteraceae,Chitinophaga以及Xanthomonadaceae不同科中一些细菌种类表达显著提高,这些细菌在植物抗病过程起着积极作用;在营养元素Zn处理,柑橘感病植株叶片中病原菌反而急剧上升,其内生菌群落结构也发生变化。因此,通过宏基因组学分析,柑橘感病植株叶片在不同的因素作用下,其内生细菌环境发生了显著性的变化,这些变化与柑橘黄龙病病菌的病理过程密切相关。综上所述,该研究在柑橘黄龙病化学治疗、热处理、以及感病植株病原微生物的宏基因研究等方面取得重大进展,不仅为柑橘黄龙病提供了有效的防控策略,还阐明病原微生物的防控下生物学基础,具有一定理论意义和应用价值。到2016年12月31日,该研究已经发表SCI论文16篇,其中JCR 1区top journal 4篇,论文总引用121次,平均引用7.56,高频引用论文6篇。获得授权国家专利4项。

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