近日，中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所綠色農藥分子靶標與農藥創(chuàng )制團隊在國際知名學(xué)術(shù)期刊《合成和系統生物技術(shù)（Synthetic and Systems Biotechnology）》在線(xiàn)發(fā)表了題為“Transcriptome-guided identifcation of a four-component system, SbrH1-R, that modulates milbemycin biosynthesis by in?uencing gene cluster expression, precursor supply, and antibiotic ef?ux”的研究論文。該研究通過(guò)解析全局性調控因子SbrH1-R在冰城鏈霉菌米爾貝霉素生物合成中的功能，鑒定了多個(gè)與前體供給和產(chǎn)物外排相關(guān)的高產(chǎn)靶點(diǎn)，為米爾貝霉素高產(chǎn)菌株構建提供更多選擇性。

 

　　天然產(chǎn)物農藥因其廣譜、高效、低毒的特性在植物病蟲(chóng)害綠色防控領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。米爾貝霉素是一種具有高效和廣譜殺蟲(chóng)殺螨活性、且環(huán)境友好、人畜安全的綠色生物殺蟲(chóng)劑。但是，由于對米爾貝霉素的調控網(wǎng)絡(luò )認知不足，缺乏構建高效生產(chǎn)菌的有益靶點(diǎn)，導致米爾貝霉素發(fā)酵產(chǎn)率低，嚴重制約其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣應用進(jìn)程。因此，鑒定影響米爾貝霉素產(chǎn)生的新穎轉錄調控子，揭示其影響產(chǎn)物產(chǎn)生的調控網(wǎng)絡(luò )，挖掘高產(chǎn)有效靶點(diǎn)，對于構建高效生產(chǎn)菌，加快具有自主知識產(chǎn)權的米爾貝霉素類(lèi)農藥的創(chuàng )制和產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

 

　　全局性調控子能夠通過(guò)廣泛擾動(dòng)細胞代謝和生理過(guò)程而調控產(chǎn)物產(chǎn)量，因此從全局性調控子擾動(dòng)的細胞變化信息中發(fā)掘高產(chǎn)靶點(diǎn)不失為一種有效方法。我們通過(guò)冰城鏈霉菌時(shí)序轉錄組分析，鑒定了一個(gè)之前未報道過(guò)的全局性調控子SbrH1-R。該調控子正調控冰城鏈霉菌發(fā)育分化和細胞生長(cháng)，負調控米爾貝霉素生物合成。通過(guò)sbrH1-R突變株（高產(chǎn)菌）和野生型菌株（低產(chǎn)菌）比較轉錄組數據分析和遺傳驗證篩選到4條影響前體供給的代謝途徑和1個(gè)負責米爾貝霉素外排的轉運蛋白系統，對其進(jìn)行操作可顯著(zhù)提高米爾貝霉素產(chǎn)量。該研究不僅為構建米爾貝霉素工業(yè)菌提供有效靶點(diǎn)，也證實(shí)了基于全局性調控子擾動(dòng)的新靶點(diǎn)發(fā)掘方法具有可行性，同時(shí)為其他鏈霉菌天然產(chǎn)物農藥的高產(chǎn)菌構建提供通用的新靶點(diǎn)發(fā)現思路。

 

　　中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所與東北農業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養博士生葉嵐與張艷艷副研究員為論文共同第一作者，張艷艷副研究員與向文勝教授為文章通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和農科院創(chuàng )新工程項目支持。