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沭鸣平台登陆疾病嗅探犬能拯救世界柑橘吗?

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蒂姆·哥特瓦尔德永远不会忘记这一情景:斑驳的黄叶,枯萎的树枝,小小的、畸形的果实,微染着病态的绿色。这些都是他学会与黄龙病联系在一起的迹象。黄龙病是一种毁灭性的、传染性极强的细菌感染,使美国的橙汁产量在十年内减少了70%以上。
 
“这就像癌症,”美国农业部的植物病理学家哥特瓦尔德说。“它已经转移,无法根除或治愈。”
 
一旦它们开始长出斑点状的叶子和发育不良的果实,树木一眼就能被诊断出来。有症状的植物,哥特瓦尔德说,就是有病的植物。不幸的是,反过来说就不对了:受感染的树木在几个月、甚至几年里都是正常的,然后就会明显地恶化,沭鸣平台登陆让研究人员没有什么可靠的方法及早发现患病的柑橘——这就给了这种致命的细菌足够的机会在不被注意的情况下传播。
 
现在,哥特瓦尔德和他的同事们可能有了一种创造性的新策略来填补这个诊断上的空白——不是依靠视觉,而是依靠嗅觉。他们已经教会狗狗识别黄龙病感染的气味,这种气味会逃过人类的注意,但却会不断地刺激敏感的杂种狗的鼻子。研究人员今天在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上发表报告称,一旦训练有素,犬类可以在感染后的几周内嗅出疾病,在时间和准确性上都胜过所有其他可用的检测方法。
 
加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的昆虫学家和柑橘虫害专家莫尼克·里韦拉(Monique Rivera)说:“这是开发一种真正重要的早期检测工具的重要一步。”他没有参与这项研究。“它可以为种植者提供潜在暴露于致病细菌的信息。”
 
黄龙病最早出现在20世纪初的中国,现在已经使全球50多个国家的果园陷入瘫痪。15年前,这场灾难在佛罗里达州肆虐,受感染的树木现在已是常态;该州价值90亿美元的柑橘产业曾经是世界第二大产业,现在正处于崩溃的边缘。从橙子到葡萄柚再到柠檬,没有一种柑橘类水果是免疫的。
 
随着这种疾病继续蔓延到新的地区,全世界的研究人员都在努力控制它。但事实证明,沐鸣平台登录线路这项任务很困难:目前还没有针对黄龙病的有效治疗、治愈方法或疫苗。黄龙病是一种名为亚洲假丝酵素杆菌(Candidatus Liberibacter asiaticus,简称CLas)的细菌的产物,这种细菌通过有翼昆虫从一棵树传到另一棵树。科学家们还发现,在实验室里培养和研究这些微生物非常困难。
 
目前,控制柑橘类绿化蔓延的唯一有效方法是提取和清除受感染的树木。这种策略完全依赖于早期检测——“这是目前该领域最大的问题之一,”加州大学戴维斯分校的植物病理学家Carolyn Slupsky说,她没有参与这项研究。眼睛发现无症状感染基本上是不可能的。虽然基因测试有时可以确定健康树木中的微生物,但它们的成功率很低,而且不一致,部分原因是CLas在植物组织中分布的不均匀。
 
在很多方面,黄龙病是“一种疾病的完美风暴,”Slupsky说。
 
但是犬科动物可能是伸出援助之手的最佳选择。狗的嗅觉能力是人类的1万到10万倍,它们是超级嗅探者,能够嗅出从炸弹到毒品的任何东西。近年来,它们甚至被用于检测疟疾等致病性疾病。事实证明,感染,发臭,狗肯定会注意到。
 
为了研究狗狗的感知能力是否会延伸到黄龙冰,哥特瓦尔德和他的团队教会了20只狗狗识别已知感染过的柑橘类植物的气味,当这些狗狗识别出正确的树木时,就用玩具奖励它们。仅仅经过几周的训练,这些新培养出来的柑橘嗅探员就能以99%的准确率识别出受感染的树木。成对放置以证实彼此的结果,狗得到接近完美的分数。
 
Gottwald很吃惊。“(狗)能做到这一点,我并不感到意外,”他说。但我对他们的表现感到惊讶。这太神奇了。”
 
然后,研究小组让这些幼鼠与一种普通但昂贵的实验室测试进行对比,沭鸣平台登陆这种测试通常用于验证可疑柑橘中是否存在CLas DNA。在将这些微生物注入30棵树后,研究人员将这些新感染的植物混合成成行的健康植物,并让狗每周检查一次。不到一个月的时间,这些犬科动物就集体盯上了每一株带有clas阳性的植物。

另一方面,DNA测试却没有这样的好运气:感染17个月后,仍未能识别出三分之一的患病树木。
 
华盛顿州立大学的微生物学家Phuc Ha没有参与这项研究,他说,如果哥特瓦尔德的团队继续取得成功,“这对柑橘种植者来说将是非常令人兴奋的”,他们有一天可以把养狗作为一种快速且相对便宜的调查果园的方法。目前,最直接的应用在于疾病预防。但是,她补充说,如果研究人员能开发出治疗黄龙病的方法,犬类最终也能在治疗黄龙病中发挥作用。
 
哥特瓦尔德和他的团队已经开始派遣小团队的柑橘嗅探犬去检查加州和德克萨斯州的脆弱树木。在这两个地方,犬科动物都提醒研究人员注意那些在实验室中尚未检测出阳性的树木。
 
然而,这让人想起了早期检测研究的双刃剑:Slupsky指出,狗在发现可能患病的树木方面速度要快得多,它们的选择实际上无法得到证实。也许它们比分子测试更敏感,这种疾病比研究人员担心的更广泛。也许是狗的鼻子让他们误入歧途。“特异性总是一个问题,”Slupsky说,“因为你是在将它们与一个不完美的测试进行比较。”
 
狗也有自己的缺点。他们可以轮胎;他们会分心。他们不是机器。虽然它们可以在感染很少的果园里快速工作,但它们的表现可能会在受感染严重的果园里直线下降。Slupsky说,在一个理想的世界,狗将严格的第一道防线,为进一步筛选树监控在实验室或测试。她和她的同事们正在努力工作,在一个这样的诊断,建立检测化学物质感病叶片产生独特的套件。
 
许多问题仍然没有答案。戈特瓦尔德仍然不确定狗狗在植物上闻到了什么,尽管一系列的实验表明气味可能来自CLas细菌本身。这一理论可能很难验证:尽管像华盛顿州的Ha这样的研究人员现在已经在其他微生物的存在下培育出了CLas,但还没有人能够在纯培养环境中分离出这种菌株,从而阻碍了对其基本生物学特性的了解和精确治疗的开发。
 
里韦拉说,虽然令人兴奋,但该小组的狗无发展最终强调了“我们离了解(与这种疾病)正在进行的许多机械过程还有多远”。但随着更多的合作和多学科的工作,她补充说,“我认为我们将继续朝着解决方案前进。”