当你咬下一口多汁的橙子时,可曾想到这抹鲜亮的橙色背后,正上演着一场堪比《复仇者联盟》的史诗级攻防战?被称为“柑橘癌症”的黄龙病(Citrus Huanglongbing, HLB),就像柑橘界的“灭霸”——一个响指就能让整片果园灰飞烟灭。
是谁让柑橘树患上“癌症”?
柑橘的头号公敌是名为韧皮部杆菌属亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)的细菌,它就像柑橘树的“幽灵刺客”,只存活于柑橘树的“血管系统”(韧皮部),像吸血鬼般夺取植物营养。
并且黄龙病病原菌至今无法在实验室培养,无法研发特效药,所有商业柑橘品种都对其毫无抵抗力。
感染黄龙病的果树叶片会呈现斑驳黄化症状,果实畸小、果皮增厚、风味下降,呈现“红鼻子果”状,树势衰退,严重时可导致植株死亡。
感染黄龙病的柑橘树
感染黄龙病的病果
(图片来源:叶健)
三种传播方式,防不胜防
黄龙病的传播主要有三种途径:
木虱快递员:亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)是黄龙病的头号帮凶。这种不到3毫米的小虫在吸食病树汁液后,会将细菌传播给健康树木。研究表明,这个“快递小哥”扩散能力强,可以借助风的力量跨越51公里送货上门。
木虱取食柑橘叶
(图片来源:叶健)
糊涂的果农:种植感染黄龙病的苗木或使用带病接穗嫁接,会导致病原远距离扩散。广西某沃柑果园果农不慎购买了带病苗,2年里砍掉了8万棵病树,损失超3000万元。
菟丝子内鬼:这种寄生植物偶尔客串病菌“顺风车”,概率虽小但足以让防控网络出现漏洞。
柑橘木虱幼虫、成虫以及分泌的蜡丝
(图片来源:叶健)
全球柑橘产业的血泪账本
柑橘黄龙病对全球柑橘产业造成严重威胁,已在亚洲、非洲、南北美洲和欧洲等近50个国家爆发,造成数百亿美元的经济损失。美国佛罗里达州和巴西圣保罗州以及我国的多个省受灾尤为严重。
美国佛罗里达州柑橘产量从2005年的2.42亿箱暴跌至2022年的0.41亿箱。2005年到2016年,美国佛罗里达州的橙子种植面积和产量分别下降了26%和42%。美国农业部预测2024-2025年柑橘产量仅占峰值产量的6.15%。
目前,柑橘黄龙病已在我国广西、广东、江西等10余省(区)、300多个县(区、市)发生。中国每年直接损失超50亿元,广西砂糖橘产业甚至曾遭遇“断崖式减产”,仅2020年一年,中国广西就损失了740万棵树木,每年在中国各地摧毁超过1000万棵病树。据统计,仅广西省一年造成的直接经济损失就超过8.05 - 9.62亿元。
黄龙病除了会造成严重的产业经济损失外,还会对生态与社会产生影响。例如,品种单一化易导致柑橘基因库缩水,砍伐果园造成水土流失以及区域经济的崩溃。
感染黄龙病的柑橘果园
(图片来源:叶健)
百年防控困局:人类为何屡战屡败?
传统柑橘黄龙病通过“三板斧”防治:种无病苗、砍除病树、统防木虱,但收效甚微,防不胜防。更严峻的是,化学农药的使用不仅会杀死木虱的天敌,形成“用药量年年增,虫害岁岁凶”的恶性循环,也破坏了生态环境。
1.传统手段之化学杀虫剂,导致柑橘木虱抗药性增加
化学药剂杀虫迅速,果农每年定期喷药4-5次以进行柑橘木虱的防控。当前防控主要依赖三大化学武器:
新烟碱类(如吡虫啉):阻断昆虫神经系统,但木虱抗药性逐年增长。
拟除虫菊酯(如高效氯氟氰菊酯):喷药后木虱会因为神经元功能被破坏“醉舞”而死,但会误杀蜜蜂等益虫。
昆虫生长调节剂(如噻嗪酮):让幼虫无法蜕皮进而成长,但对成虫几乎无效。
然而,柑橘木虱繁殖快、产卵量大,杀虫剂的频繁使用,导致柑橘木虱的抗药性逐年增加。研究表明,相比于非种植区木虱,赣南脐橙种植区的木虱对联苯菊酯的抗性水平增长了130倍以上,对烯啶虫胺的抗性抗性达250倍。福建、广东、江西、湖南等柑橘产区木虱对6种不同杀虫剂的抗药性均增加。
2.传统手段之抗生素,为黄龙病防控埋下“定时炸弹”
在柑橘园与黄龙病的百年对抗中,抗生素曾被视为“救命稻草”,而如今却成了威胁生态安全的“达摩克利斯之剑”。
过去,全球果农广泛采用树干注射土霉素、链霉素等抗生素暂时性抑制黄龙病菌繁殖,但无法根除柑橘体内的病原菌。并且,在果实中可以检测到注射进柑橘树的抗生素残留物,果实口感受到影响。
此外,大量研究证实,长期使用抗生素会加速耐药性细菌的产生。有研究对佛罗里达州三个商业柑橘园土壤样品进行检测,均显示出高水平的抗生素耐药细菌。这种耐药性不仅限于病原菌,还可能通过基因水平转移扩散至其他物种,这意味着人类致病菌可能通过食物链获得抗性。这些“超级细菌”可能通过“昆虫→家禽→人”的路径,让人类抗生素失效!英国权威医学期刊《柳叶刀》发布的一篇研究警告称,预计未来25年内,全球将有3900万人因抗生素耐药性导致直接死亡,且间接相关的死亡人数或将高达1.69亿。
目前,在我国根据《农药管理条例》以及《农产品质量安全法》,过去曾被果农用于柑橘类的四环素类和磺胺类抗生素,已被明令禁止在农业领域使用。
保卫柑橘:每个吃货都是战士
其实,在防控黄龙病这一战里,我们每一位柑橘爱好者都是这场战役的关键角色,我们可以做的是:
- 认准“三看”绝招:黄叶是否不对称?果实是否畸形?叶脉是否黄化?发现疑似病树应立即联系相关部门,你就是黄龙病的“神盾局特工”!
- 拒绝三无苗木:购买接穗前,先查检疫证明,别让“九头蛇”病菌混入家园!
- 发现木虱立即报告:木虱长得像微型蝉,翅膀有褐色条纹,发现病树立即铲除销毁。
柑橘叶上的木虱
(图片来源:Veer图库)
正如佛罗里达老果农所说:“当我们失去柑橘树,失去的不仅是维生素C,更是大地母亲的金色微笑!”这场持续百年的攻防战,需要每个人成为守护者。
逆袭计划!科学家如何反击?
1. 基因编辑:给柑橘装“防毒软件”
我国科研人员发现通过多年联合攻关,从火锅底料花椒等柑橘的远房亲戚中成功发现了宝贵的柑橘黄龙病抗性基因,基因编辑柑橘能明显提高对黄龙病的抗性。此外,研究人员将抗病基因杂合表达在病害敏感型品种—晚锦橙中,显著增强了柑橘对黄龙病的抗性。
2. 以虫治虫,以菌治虫:生物防治新思路
柑橘木虱的捕食性天敌:瓢虫、捕食螨、草蛉、蓟马、食蚜蝇和蜘蛛等,以及寄生性天敌:跳小蜂科、姬小蜂科、蚜小蜂科及金小蜂科等昆虫都可以用于柑橘木虱的防治。除此之外,利用对柑橘木虱具有致病性的虫生真菌——白僵菌寄生木,可以有效杀死柑橘木虱。
3. AI革命:人工智能的降维打击
广西特色作物研究院联合广西农业科学院、广西慧云信息技术有限公司,研发出一种基于AI技术田间识别黄龙病的软件。但黄龙病症状容易与缺锌元素症状混淆,还需配合病原特异检测技术验证。
2025年4月11日,中国科学院微生物研究所农业微生物组学与生物技术研究室主任叶健研究员课题组历时八年,终于在柑橘抗黄龙病机制和治疗策略上取得重大突破,研究成果荣登《Science》杂志封面。
研究团队借助AI,实现大批量抗菌肽预测(抗菌肽是可以抑制有害细菌等生物的多肽),为防治柑橘黄龙病提供了更便利的工具,可谓打赢了这场百年攻防战!那么,科学家们究竟有了什么重大发现?防空黄龙病的具体效果如何?下一篇目,我们共同揭秘!
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出品:科普中国
作者:夏秋冬,杨欢(中国科学院微生物研究所)
监制:中国科普博览