中国农业科学院植保所合作揭示几丁质脱乙酰基酶作为靶标在防治植物真菌病害方面的重要功能

　　近日，中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队及合作者在国际知名学术期刊《自然通讯（Nature Communications）》上在线发表了题为“Inhibition of chitin deacetylases to attenuate plant fungal diseases”的研究论文。该研究揭示了植物病原真菌几丁质去乙酰化酶（CDA）的保守结构特征，并获得了有望控制植物病害的CDA抑制剂，该研究不仅为设计靶向CDA的抗菌剂提供了结构基础，更为作物病害防治提供了新的策略。

 

　　由病原真菌所导致的植物病害造成农作物严重减产甚至绝产，引发经济损失和粮食危机。一些危害严重的作物病害如小麦条锈病、小麦赤霉病、稻瘟病等目前缺少安全有效的防控方法。病原真菌入侵植物时，其细胞壁中的几丁质会被植物几丁质酶水解成几丁质寡糖，这些寡糖被植物细胞膜受体识别，进而引发植物自身免疫响应，进攻病原真菌。近几年，人们发现病原真菌能分泌几丁质脱乙酰基酶（CDA）修饰自身细胞壁上的几丁质，从而逃避植物免疫响应，实现侵染。在这项研究中，作者发现CDA的几丁质脱乙酰基活性对真菌的完全毒力至关重要，因而抑制CDA的小分子可能在植物抗病激活中发挥作用。

 

　　研究解析了两种具有代表性且在系统发育上距离较远的植物病原真菌CDA（来自土传致病真菌大丽轮枝菌的VdPDA1和来自气传致病真菌小麦条锈病菌的Pst_13661）的无配体及酶-抑制剂复合物等不同状态的三维结构（图1）。这些结构与生物化学数据共同揭示了植物病原真菌CDA的结构保守性。基于结构筛选获得的CDA抑制剂苯甲羟肟酸（BHA）及其衍生物，可以增强小麦、大豆和棉花对五种危害极为严重的病原真菌的抗性（图2）。该研究为设计靶向CDA的绿色农药开发提供了结构基础，为作物病害防治提供了新的策略。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所杨青教授、生物技术研究所程红梅研究员和南京农业大学王源超教授为共同通讯作者。大连理工大学刘霖博士、南京农业大学夏业强博士和植保所李迎晨博士为该论文的共同第一作者。大连理工大学周勇副教授，中国农业科学院生物技术研究所苏晓峰副研究员，植保所刘文德研究员、闫晓静研究员，南京农业大学植物保护学院王燕副教授也参与了研究工作。该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院农业科技创新工程、深圳市科技计划项目及深圳市大鹏新区科技创新与产业发展专项资金等项目的资助。

 

　　原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39562-7