研究人員在防治柑橘綠化病方面取得了進展，他們培育出的雜交柑橘樹既能結出理想的橙色果實，又能抵抗柑橘綠化病。透過基因分析，他們創建了早期風味特徵篩選工具，在確保未來雜交品種兼具抗病性和甜橙風味方面邁出了重要一步。

雜交柑橘樹能耐受柑橘綠化病（又稱黃龍病）是一回事，如果它還能結出類似橘子的果實又是另一回事–尤其是當果汁可以作為美味的早餐飲料時。現在，由於美國農業研究局（ARS）和佛羅裡達大學食品與農業科學研究所（UF/IFAS）的一組科學家在化學和基因方面的探索，破解柑橘特性的”聖杯”可能離我們更近了。

2005 年，佛羅裡達州邁阿密-戴德縣首次發現黃龍病（HLB）。此後，黃龍病在佛羅裡達州蔓延開來，威脅著當地的柑橘產業，該產業為佛羅裡達州的經濟貢獻了近70 億美元，僱用了32,000 多名員工。該疾病也對美國其他柑橘種植區構成威脅，包括加州、路易斯安那州和德州。

在佛羅裡達州，瓦倫西亞、哈姆林和中甜等甜橙是用來製作柳橙汁的主要品種。然而，甜橙（柑橘）極易感染HLB，HLB 由亞洲柑橘木蝨細菌（Candidatus Liberibacter asiaticus）引起，由稱為亞洲柑橘木蝨的昆蟲傳播。這種病會導致柑橘樹失去產量，果實品質下降。例如，在甜橙中，病樹的果實往往會保持綠色，並產生味道苦澀的果汁，這降低了它們的銷售能力，但不會對消費者造成傷害。受感染的果樹目前無法治癒。

研究工作和歷史背景

科學家們正在多方面研究對策，希望能為陽光之州帶來一線希望–該州的柑橘產量從占美國非柑橘類水果產量的近80% 降至不到42%。1960 年代，美國農業研究署的努力間接紮下了根，當時該機構的科學家利用一種名為Poncirus trifoliata（耐寒的三葉橙）的親緣植物培育出了柑橘雜交種，以增強柑橘樹的耐寒性。四十多年後，HLB 開始流行，這揭示了另一個問題：雜交種似乎也能耐受新病害，這促使農業研究局和UF/IFAS 開展深入研究，以了解原因以及這與果實品質的關係。

美國農業部和佛羅裡達大學科學家的一項基因發現可以加快尋找能夠耐受柑橘綠化病的雜交柑橘樹，並結出適合製作果汁的橙子狀果實。資料來源：美國農業部David Bartels

最初的實地測試和風味評估顯示，一些從椪柑中提取的雜交品種–美國聖龍（US Sundragon）是個明顯的例外–生產出的果汁往往帶有令人不快的異味，但香氣卻與甜橙相似。因此，科學家們重新評估了他們的方法。他們決定，除了利用果汁異味化合物的分析數據外，還需要更好地掌握賦予柳橙汁獨特風味的單一化學物質。他們就是這樣做的，總共確定了26 種風味化合物和7 種被稱為酯的化學物質，它們被認為對柳橙汁所需的風味特徵至關重要。

風味特徵分析與基因篩選的進展

這項進展反過來又使研究小組能夠準確定位酯類的主基因CsAAT1，並為其製作所謂的DNA標記–這種工具可用於快速檢查發芽種子中理想性狀的遺傳存在，而不是觀察其在10 年或15 年成熟植株中的物理表現。

位於佛羅裡達州皮爾斯堡的美國農科院柑橘和其他亞熱帶產品研究室的植物生理學家Anne Plotto 和Jinhe Bai 解釋說：”育種者可以利用這一DNA 標記在早期階段篩選出所需風味的幼苗。透過將此基因加入三葉椪柑和柑橘的耐HLB 雜交種的基因組成中，或加入到許多其他可能的具有相同目的的雜交種中，育種者可以確保這些新雜交種不僅具有耐HLB 的能力，而且還能保持甜橙特有的風味。”

2024 年2 月28 日，《科學進展》（Science Advances）雜誌發表了對該團隊研究方法的完整描述。

主要研究人員Plotto 和Bai 與美國農業研究局位於佛羅裡達州皮爾斯堡的美國園藝研究實驗室、位於夏威夷希洛的Daniel K. Inouye 美國太平洋盆地農業研究中心、位於佛羅裡達州阿爾弗雷德湖的UF /IFAS 柑橘研究與教育中心以及位於佛羅裡達州巴爾姆的海灣研究與教育中心的其他11 位合作者共同撰寫了這篇論文。

研究人員提醒說，即使使用了機器學習等高科技工具，首批具有抗HLB 能力的類橙雜交種的商業化發布還需要幾年的測試和改進。

儘管如此，”這項研究是柑橘育種領域的重要一步，它將傳統技術與現代遺傳工具相結合，”Plotto 和Bai 說。”這種方法也可以作為其他作物改良計劃的典範。”

編譯來源：ScitechDaily