在阿根廷探索使用转基因树木防治柑橘病害
细胞、基因和分子

在阿根廷探索使用转基因树木防治柑橘病害

在其他科学家中,我们正在使用新颖的遗传方法在您的厨房中保存酸橙、橙子和其他柑橘。

https://www.botany.one/exploring-the-use-of-genetically-modified-trees-to-combat-diseases-in-citrus-in-argentina/

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在研究机构中 拉普拉塔图库曼 在阿根廷,我们和其他科学家一直在探索转基因技术来治疗患有致命和无法治愈疾病的柑橘树。 传统上,生产者会使用传统方法来防止其他树木被感染。 现在,这些新颖的转基因方法可以帮助保护该行业 世界领先的生产商 柠檬和 第二大生产国 南美洲的柑橘。

来自阿根廷的柠檬。 摄影:Lorena Villanueva

在阿根廷,我们一直致力于培育能够抵抗多种疾病的柑橘树。 去年四月,我们 出版 我国第一篇关于此事的科学观点论文发表在期刊上 作物科学. 我们回顾了对抗严重疾病的技术,包括有史以来最具破坏性的疾病——柑橘黄龙病或简称 HLB。 这种细菌性病害,也称为柑橘绿化,每年造成数十亿美元的农产品损失。 植物病理学家仍然不确定是什么生物使树木患上 HLB,但细菌 暂定 自由杆菌与疾病有关。 目前,HLB 几乎摧毁了佛罗里达州的柑橘产业,现在加利福尼亚州(美国第二大生产国)的种植者担心他们的树木可能会成为下一个。 好像这还不够,HLB 已在世界各地的柑橘区报告,包括, 最近,阿根廷

这并不是水果面临的唯一威胁。 在我们的展望论文中,我们还讨论了另一种细菌性疾病的潜在管理方法; 柑橘溃疡病由 柑橘黄单胞菌 pv 柠檬. 种植者可以 承认 受细菌在果实、树叶和树枝中产生的褐色软木病斑和溃疡病影响的树木。 最终,生病的人会死去。

除了细菌性疾病,我们还解决了两种由病毒引起的疾病。 与牛皮癣疾病中人体皮肤发生的情况类似, 柑橘牛皮癣病毒, 使受感染的树木脱落树皮。 这种疾病还会导致树脂在叶脉以及树干和树枝的血管中积聚。

在我们的论文中,我们还讨论了 柑桔柑橘病毒,这导致 30 年代至 1930 年代仅在阿根廷和巴西就有超过 1940 万棵树死亡。 这种病叫 - 西班牙语中的悲伤 - 因为它感染的树木垂头丧气的样子。

由于商业柑橘树的种植方式,与这些疾病作斗争变得更加复杂。 为了缩短柑橘达到性成熟所需的时间并因此产生果实,树木有两个具有不同遗传特性的部分。 砧木是根系发达的茎,上面接有接穗或上层冠层,上面有叶子、花朵和果实。 为了预防上述病毒性疾病,阿根廷政府启动了一项计划,以证明包括接穗在内的所有繁殖材料均不含病原体。 然而,这还不够,因为我们仍然不知道 柑橘牛皮癣病毒 从一棵树传播到另一棵树。 科学家怀疑病原体可能通过土壤中的昆虫或真菌传播,这些媒介被称为载体。

由于传统方法不足以有效控制这些疾病,我们转向转基因技术。 首先,我们通过从病原体中引入基因来尝试类似于疫苗对人类所做的事情 柑橘牛皮癣 和 tristeza 病毒进入植物基因组。 这会激活植物的免疫系统并防止基因水平的感染。 我们还将来自一种青蛙和马铃薯植物的称为抗菌肽 (AMP) 的微小蛋白质添加到柑橘类植物的基因组中。 安培 它们在许多情况下都能提供类似的结果。 对自然界中的细菌、真菌、寄生虫和病毒具有广泛的抑制作用,我们证实它们对保护柑橘也有效。 最后,我们将一种来自水稻的受体,或称为 R 基因的病原体抗性基因,引入柑橘树,让它们识别并抵御病原体的感染。 柠檬黄单胞菌,柑橘溃疡病的病原体。

在琼脂中生长柑橘芽的培养皿。 照片由 Agustina de Francesco 提供。

我们测试了这些方法并获得了有希望的结果。 具有 AMP 和 R 基因的年轻转基因柑橘在实验室和温室中抵抗人工细菌接种的能力比非转基因柑橘高出 50% 到 75%。 此外,症状不那么严重,需要更长的时间才会出现。 “接种疫苗”的柑橘树 100% 抵抗了 柑橘牛皮癣病毒 甚至可以耐受非转基因接穗。 此外,我们发现整棵树都可以抵抗病毒,并且在非转基因接穗中仍能结出非转基因果实。 然而,携带基因的树木 柑桔柑橘病毒,虽然在实验室和温室中具有抗药性,但在田间仍然生病。

尽管我们的实验取得了良好的结果,但获得政府批准在阿根廷种植和商业化这些转基因树木的过程将是漫长的。 自 1990 年代初以来,阿根廷一直是使用转基因作物的先驱,虽然农业产业已经接受了这项技术,但公民和参与农业生态运动的人仍然持怀疑态度。

关于阿根廷转基因生物的讨论

阿根廷监管机构已采取多种方式(例如环境和人类风险评估)来确保这些产品的生物安全性。 然而,在我们之间以及与备受推崇的植物生物技术专家 Esteban Hopp 博士的一些讨论中,我们发现了一些问题。 一方面,属于国立大学和公共机构的本地开发商不熟悉一般的监管流程和审批所需的时间。 此外,使用转基因生物并不便宜,这使得当地科学家和小企业几乎不可能将转基因生物推向市场。 只有来自发达国家的跨国公司成功地将他们的转基因生物引入阿根廷,用于大豆、玉米和棉花等受欢迎的作物。

鉴于阿根廷柑橘产业的潜在利益,我们想知道:系统能否改变以帮助促进当地技术? 人们是否愿意食用转基因柑橘而不是目睹我国柑橘种植业的消失? 即使在本地,这些问题也与经历相同过程的其他国家相关。

文章:De Francesco, A.、Sendin, LN、Gomez, RL、Reyes, CA (2021)。 阿根廷柑橘病害管理的转基因解决方案。 作物科学 https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/csc2.20530


奥古斯丁 是阿根廷植物病理学研究员,曾任加州大学河滨分校 (UCR) 和拉普拉塔国立大学博士后。 她研究植物病害的管理和检测,主要集中在柑橘类植物上。 她目前正在 UCR 与加州食品和农业企业 (CAFÉ) 就可持续农业和循环经济进行合作。 关注她的工作 Twitter(现为X) 或者她的个人 官方网站.

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