柑橘黄龙病菌效应蛋白CLIBASIA_00185调控甜橙糖代谢、苯丙烷生物合成及内吞通路的机制研究

本研究针对柑橘黄龙病（HLB）这一全球性毁灭性病害，揭示了病原菌Candidatus Liberibacter asiaticus（CLas）分泌效应蛋白CLIBASIA_00185（CLas0185）通过调控宿主甜橙的糖代谢、苯丙烷生物合成及内吞通路促进病原定殖的分子机制。通过RNA-seq技术发现该效应蛋白可抑制蔗糖-淀粉合成、激活糖酵解和TCA循环，同时诱导木质素积累并干扰WRKY转录因子介导的免疫反应，为开发靶向效应蛋白的HLB防控策略提供了新靶点。

　　

柑橘产业正面临黄龙病（Huanglongbing, HLB）的严峻威胁，这种由韧皮部限制性细菌Candidatus Liberibacter asiaticus（CLas）引起的病害，已导致全球柑橘产量下降30%-100%。尽管已知CLas通过分泌效应蛋白（SDEs）操纵宿主生理过程，但大多数效应蛋白的作用机制仍属未知。西南大学（National Citrus Virus Exclusion Center）的研究团队聚焦效应蛋白CLIBASIA_00185（CLas0185），通过构建转基因甜橙植株（0185-OE）并结合多组学分析，揭示了该蛋白如何重塑宿主代谢网络以支持病原菌生存。

研究采用RNA-seq技术对转基因株系和野生型（WT）进行转录组测序，通过GO和KEGG富集分析筛选差异表达基因（DEGs），并利用qRT-PCR验证关键基因表达模式。此外，通过测定己糖激酶（HXK）和丙酮酸脱氢酶（PDH）活性、可溶性糖及木质素含量，结合透射电镜（TEM）观察囊泡结构，从功能层面验证了转录组结果。

糖代谢重编程

研究发现CLas0185显著抑制蔗糖磷酸合成酶（SPS1F）和淀粉分支酶（SBE2.2）等基因表达，导致可溶性糖含量降低（图3B）。同时激活糖酵解关键酶基因（如HXK3和PK1），使HXK活性提升1.5倍（图3D），促进丙酮酸生成。TCA循环中NAD依赖型苹果酸酶（NAD-ME）和PDH等基因上调，推动能量代谢（图3E），为病原菌提供碳源。

苯丙烷通路激活

效应蛋白诱导苯丙氨酸解氨酶（PALs）和4-香豆酸CoA连接酶（4CLs）等基因表达（图4A），使木质素含量增加2.3倍（图4B）。这种改变可能增强韧皮部机械强度，虽不利于昆虫取食，但为CLas创造了稳定的生存微环境。

转录因子调控网络

MYB124转录因子表达量激增（log₂FC=5.5），而WRKY家族基因普遍受抑（图5）。这种调控模式可能通过抑制活性氧（ROS）爆发相关基因，削弱植物免疫。

内吞作用增强

囊泡运输蛋白VTP和网格蛋白轻链（CLC1）等14个内吞相关基因显著上调（图6A），TEM观察到转基因植株中囊泡结构富集（图6B），提示CLas0185可能通过劫持内吞通路促进病原物质运输。

该研究首次系统解析了CLas0185通过"代谢劫持-免疫抑制-囊泡操控"三位一体的致病机制。效应蛋白通过重编程宿主糖代谢获取营养，激活苯丙烷通路构建生态位，同时利用内吞途径实现胞内运输。这些发现不仅为理解HLB致病机制提供了新视角，更为开发靶向效应蛋白的基因编辑（如CsMYB124调控）或化学干预策略（如PDH抑制剂）奠定了理论基础。研究结果发表于《BMC Genomics》，为全球HLB防控提供了原创性科学依据。