近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所農(nóng)藥分子靶標與綠色農(nóng)藥創(chuàng)制創(chuàng)新團隊及合作者在國際知名學術(shù)期刊《自然通訊（Nature Communications）》上在線發(fā)表了題為“Inhibition of chitin deacetylases to attenuate plant fungal diseases”的研究論文。該研究揭示了植物病原真菌幾丁質(zhì)去乙酰化酶（CDA）的保守結(jié)構(gòu)特征，并獲得了有望控制植物病害的CDA抑制劑，該研究不僅為設(shè)計靶向CDA的抗菌劑提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，更為作物病害防治提供了新的策略。
由病原真菌所導(dǎo)致的植物病害造成農(nóng)作物嚴重減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，引發(fā)經(jīng)濟損失和糧食危機。一些危害嚴重的作物病害如小麥條銹病、小麥赤霉病、稻瘟病等目前缺少安全有效的防控方法。病原真菌入侵植物時，其細胞壁中的幾丁質(zhì)會被植物幾丁質(zhì)酶水解成幾丁質(zhì)寡糖，這些寡糖被植物細胞膜受體識別，進而引發(fā)植物自身免疫響應(yīng)，進攻病原真菌。近幾年，人們發(fā)現(xiàn)病原真菌能分泌幾丁質(zhì)脫乙酰基酶（CDA）修飾自身細胞壁上的幾丁質(zhì)，從而逃避植物免疫響應(yīng)，實現(xiàn)侵染。在這項研究中，作者發(fā)現(xiàn)CDA的幾丁質(zhì)脫乙酰基活性對真菌的完全毒力至關(guān)重要，因而抑制CDA的小分子可能在植物抗病激活中發(fā)揮作用。
研究解析了兩種具有代表性且在系統(tǒng)發(fā)育上距離較遠的植物病原真菌CDA（來自土傳致病真菌大麗輪枝菌的VdPDA1和來自氣傳致病真菌小麥條銹病菌的Pst_13661）的無配體及酶-抑制劑復(fù)合物等不同狀態(tài)的三維結(jié)構(gòu)（圖1）。這些結(jié)構(gòu)與生物化學數(shù)據(jù)共同揭示了植物病原真菌CDA的結(jié)構(gòu)保守性。基于結(jié)構(gòu)篩選獲得的CDA抑制劑苯甲羥肟酸（BHA）及其衍生物，可以增強小麥、大豆和棉花對五種危害極為嚴重的病原真菌的抗性（圖2）。該研究為設(shè)計靶向CDA的綠色農(nóng)藥開發(fā)提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為作物病害防治提供了新的策略。
中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所楊青教授、生物技術(shù)研究所程紅梅研究員和南京農(nóng)業(yè)大學王源超教授為共同通訊作者。大連理工大學劉霖博士、南京農(nóng)業(yè)大學夏業(yè)強博士和植保所李迎晨博士為該論文的共同第一作者。大連理工大學周勇副教授，中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所蘇曉峰副研究員，植保所劉文德研究員、閆曉靜研究員，南京農(nóng)業(yè)大學植物保護學院王燕副教授也參與了研究工作。該研究得到國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程、深圳市科技計劃項目及深圳市大鵬新區(qū)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金等項目的資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39562-7
日期：2023-07-18
由病原真菌所導(dǎo)致的植物病害造成農(nóng)作物嚴重減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，引發(fā)經(jīng)濟損失和糧食危機。一些危害嚴重的作物病害如小麥條銹病、小麥赤霉病、稻瘟病等目前缺少安全有效的防控方法。病原真菌入侵植物時，其細胞壁中的幾丁質(zhì)會被植物幾丁質(zhì)酶水解成幾丁質(zhì)寡糖，這些寡糖被植物細胞膜受體識別，進而引發(fā)植物自身免疫響應(yīng)，進攻病原真菌。近幾年，人們發(fā)現(xiàn)病原真菌能分泌幾丁質(zhì)脫乙酰基酶（CDA）修飾自身細胞壁上的幾丁質(zhì)，從而逃避植物免疫響應(yīng)，實現(xiàn)侵染。在這項研究中，作者發(fā)現(xiàn)CDA的幾丁質(zhì)脫乙酰基活性對真菌的完全毒力至關(guān)重要，因而抑制CDA的小分子可能在植物抗病激活中發(fā)揮作用。
研究解析了兩種具有代表性且在系統(tǒng)發(fā)育上距離較遠的植物病原真菌CDA（來自土傳致病真菌大麗輪枝菌的VdPDA1和來自氣傳致病真菌小麥條銹病菌的Pst_13661）的無配體及酶-抑制劑復(fù)合物等不同狀態(tài)的三維結(jié)構(gòu)（圖1）。這些結(jié)構(gòu)與生物化學數(shù)據(jù)共同揭示了植物病原真菌CDA的結(jié)構(gòu)保守性。基于結(jié)構(gòu)篩選獲得的CDA抑制劑苯甲羥肟酸（BHA）及其衍生物，可以增強小麥、大豆和棉花對五種危害極為嚴重的病原真菌的抗性（圖2）。該研究為設(shè)計靶向CDA的綠色農(nóng)藥開發(fā)提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為作物病害防治提供了新的策略。
中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所楊青教授、生物技術(shù)研究所程紅梅研究員和南京農(nóng)業(yè)大學王源超教授為共同通訊作者。大連理工大學劉霖博士、南京農(nóng)業(yè)大學夏業(yè)強博士和植保所李迎晨博士為該論文的共同第一作者。大連理工大學周勇副教授，中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所蘇曉峰副研究員，植保所劉文德研究員、閆曉靜研究員，南京農(nóng)業(yè)大學植物保護學院王燕副教授也參與了研究工作。該研究得到國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程、深圳市科技計劃項目及深圳市大鵬新區(qū)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金等項目的資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39562-7
日期：2023-07-18
