农民 研究人员试图阻止致命的柑橘绿化足够长的时间来找到治疗方法
在加利福尼亚州埃克塞特郊外的一个橘园里,工人们爬上铝梯,以专家的速度采摘水果。加利福尼亚州生产80%的新鲜橙子,橘子和柠檬,其中大部分是在加州中部的小型社区。
“这可能是世界上你仍然可以种植柑橘的最后一个地方,”农民理查德贝内特说道,高高地从树上拉出橙子。他用两条长长的缎带剥皮,热情的气味弥漫在空气中。“柑橘对我们的健康和经济非常重要,并且受到毁灭性疾病的威胁。”
这种疾病被称为黄龙病或HLB-通常称为柑橘绿化。它已经在亚洲,巴西,多米尼加共和国和佛罗里达摧毁了小树林,现在正在加利福尼亚蔓延。
柑橘绿化可以以惊人的速度移动。在佛罗里达州,该病最早于2005年被发现。十四年后,橙汁产量下降了75%以上,葡萄柚产量下降了85%。在一些地区,后院柑橘几乎消失了。
在佛罗里达州,柑橘主要用于加工成果汁,而不是像在加利福尼亚州种植的品种那样从树上采食。没有柑橘对HLB免疫,但对进食的品种的影响尤其令人生畏。果汁可与添加剂或其他果汁混合,以掩盖受感染水果的苦味。但是,一旦新鲜市场的柑橘被感染,它就会被毁掉。
柑橘种植者理查德·贝内特(Richard Bennett)指出了一棵橙树的红晕,这是树上的一种区域,木虱进食并通过病原体。图片来源:UC Davis
“如果我们不采取快速行动,我们可能会在10到15年内失去所有新鲜柑橘,” 加州大学戴维斯分校营养与食品科学教授Carolyn Slupsky说。“失去柑橘会破坏人们的健康和生计,甚至会改变我们烹饪和食用的方式。我们的鳄梨酱没有酸橙,我们的鱼上没有新鲜柠檬的挤压。”
在加利福尼亚州,州农业官员报告说,他们在超过1500棵树中检测到了HLB,随着官员检查和清除可疑树木,这一数字每周增加约60棵。被感染的树可以存活多年而没有症状,使病原体不被注意地传播到其他树木,因此加利福尼亚垂死的柑橘树的数量可能要高得多。
到目前为止,感染的树木主要分布在洛杉矶和奥兰治县的后院。有关官员表示,无法保证病原体尚未在商业林中感染树木或传播到加利福尼亚中部和北部,但他们仍抱有希望。
“有些人认为中央山谷中的柑橘可能会因为气候而得以幸免 - 冬季太冷,夏季太热,不适合传播疾病的昆虫,”加州大学戴维斯分校教授Neil McRoberts说,他是植物病害流行病学家和科学家加州柑橘研究委员会顾问。“但看起来中央山谷的温度恰好处于门槛,因此冬季温度稍高,夏季凉爽可能会改变这种情况。我认为我们处于临界点。如果人们一起工作,大自然有助于我们外面,新鲜的柑橘可能能够坚持下去。“
Laurynne Chetelat Coates在加州大学戴维斯分校遏制研究中心观看亚洲木虱。图片来源:UC Davis
战斗不可见的东西
HLB是由亚洲柑橘木虱(一种以柑橘叶和茎为食的微小昆虫)传播树木的细菌引起的。受感染的树木可以看起来健康多年,一直作为疾病的储存库。随着时间的推移,症状逐渐浮现,因为垂死的树木变成了畸形,苦涩的味道和绿色 - 这就是“柑橘绿化”的名称。
目前尚无法治愈,因此研究人员正在寻找早期发现它的方法,以便在探索抗病品种等长期解决方案时减缓传播速度。
在视觉症状出现之前如何检测HLB?引起疾病的微生物有时可以在叶子中找到,但结果可能会产生误导,因为病原体不是均匀地分布在整个树上。
在加州大学戴维斯分校的围堵研究设施中感染柑橘绿化病的柑橘植物。图片来源:UC Davis
“只是因为微生物不会出现在一片叶子中并不能保证树木不被感染,”Slupsky解释说。“有很多抽样误差的空间。”
Slupsky与加州大学戴维斯分校研究所的副项目科学家Kris Godfrey合作,在感染的早期发现了叶子化学指纹的差异,这可以改善早期检测。
也许疾病的气味可以帮助研究人员识别受感染的树木。受过训练的狗在感染后的几周内就能闻到这种疾病的味道,比典型的分子检测确认HLB要快得多。在佛罗里达州和南加利福尼亚州最近的测试中,狗的准确率超过了92%。
加州大学戴维斯分校机械和航空航天工程教授克里斯蒂娜戴维斯开发并商业化了类似于犬鼻的力量的技术。她的团队的设备从柑橘树周围的空气中收集气味,然后可以在实验室中分析与柑橘绿化相关的特定生物标记。
“经过多次现场试验,我们已经证明我们可以在90%的时间内识别HLB,”戴维斯说。
由于导致HLB的细菌像其他一些微生物一样“不可培养”,这意味着它不能在宿主外生长并在培养皿中研究,因此找到治愈方法很复杂。
“要了解感染是如何起作用并找到对抗它的方法,我们必须在受感染的植物中进行实验,”加州大学戴维斯分校植物病理学教授Gitta Coaker说。“这更难,更耗时,因为我们可用于测试可能的抗菌素的工具较少,而且识别影响抗病性的基因是很费力的。而且,树木需要很长时间才能生长。”
Coaker和她的团队正在开发在很早的阶段测试柑橘植物抗性的方法,这可以通过识别影响重要性状的基因来加速育种过程。
加州经济学家表示,柑橘产量为加州经济提供了70亿美元,其中包括5亿美元的工资。国家柑橘产业每年投资超过4000万美元,以改进检测HLB感染树木并开发治疗方法。
柑橘种植者贝内特对科学和合作寄予厚望。
“我担心我们可能已经太晚了,但我确实对研究感到乐观,”班纳特说。“科学是我们最后的希望。”