近日，中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所農藥分子靶標與綠色農藥創(chuàng )制創(chuàng )新團隊及合作者在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然通訊（Nature Communications）》上在線(xiàn)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）的保守結構特征，并獲得了有望控制植物病害的CDA抑制劑，該研究不僅為設計靶向CDA的抗菌劑提供了結構基礎，更為作物病害防治提供了新的策略。

 

　　由病原真菌所導致的植物病害造成農作物嚴重減產(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(shí)，其細胞壁中的幾丁質(zhì)會(huì )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(jìn)而引發(fā)植物自身免疫響應，進(jìn)攻病原真菌。近幾年，人們發(fā)現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，實(shí)現侵染。在這項研究中，作者發(fā)現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發(fā)育上距離較遠的植物病原真菌CDA（來(lái)自土傳致病真菌大麗輪枝菌的VdPDA1和來(lái)自氣傳致病真菌小麥條銹病菌的Pst_13661）的無(wú)配體及酶-抑制劑復合物等不同狀態(tài)的三維結構（圖1）。這些結構與生物化學(xué)數據共同揭示了植物病原真菌CDA的結構保守性。基于結構篩選獲得的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）。該研究為設計靶向CDA的綠色農藥開(kāi)發(fā)提供了結構基礎，為作物病害防治提供了新的策略。

 

　　中國農業(yè)科學(xué)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業(yè)大學(xué)王源超教授為共同通訊作者。大連理工大學(xué)劉霖博士、南京農業(yè)大學(xué)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(xué)周勇副教授，中國農業(yè)科學(xué)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，南京農業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)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(xué)基金、中國農業(yè)科學(xué)院農業(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科技創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項資金等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39562-7