连发《PNAS》和Science子刊，南京农业大学“国家杰青”团队博士生在大豆根腐病“迷向剂”方面取得新进展
学术
2025-01-09 20:11
江苏
大豆（Glycine max），作为关键的油料和粮食作物，在全球粮食供应中扮演着不可或缺的角色。中国是世界上最大的大豆消费市场，每年的需求量超过了1.1亿吨，但国内的年产量仅约为2000万吨，这使得供需之间的差距日益加大。由大豆疫霉（Phytophthora sojae）引发的大豆根腐病是影响全球大豆生产的严重疾病之一，并在2023年被列入农业农村部的《一类农作物病虫害名录》。使用化学药剂来防治由疫霉菌引起的作物病害是一种重要策略，然而能够有效应对大豆根腐病的杀菌剂数量有限，且具备开发价值的分子靶标稀缺，这使得寻找原创性的分子靶标以及设计环保型农药成为当务之急。![]()
大豆疫霉通过感知大豆根系分泌物中的异黄酮实现对宿主的定位与侵染，这是其感染过程的关键步骤。南京农业大学窦道龙团队最近揭示了大豆疫霉膜受体激酶如何识别宿主异黄酮的机制，并基于此发现从植物天然产物中找到了一种可以干扰这种趋化性的物质。相关成果以“Blocking the isoflavone chemoreceptor in Phytophthora sojae to prevent disease”为题发表于Science Advances期刊。研究者们通过分析敲除突变体对大豆异黄酮genistein的反应，结合生物化学证据，确认了IRK1和IRK2分别是genistein的受体和共受体。其中，IRK2增强了IRK1对genistein的结合能力，并通过磷酸化G蛋白α亚基传递趋化性信号。最终，研究人员通过虚拟筛选发现了一种香豆素类化合物，它能抑制IRK1与genistein的结合并有效干扰游动孢子向genistein的移动，对预防大豆疫霉导致的根腐病效果显著。此外，该化合物还能增强根瘤菌固氮酶的活性。![]()
大豆疫霉异黄酮趋化性的作用机制及靶向干扰机制
这一研究成果表明，针对病原菌趋化性受体的设计为新型绿色农药的开发提供了新思路，尤其是在挖掘具有潜力的天然产物作为“迷向剂”方面。南京农业大学窦道龙教授和尹志远副研究员为论文共同通讯作者，南京农业大学博士生嵇佩云和钟山青年研究员包亚洲（现于南京晓庄学院工作）为论文并列第一作者。南京农业大学植物保护学院沈丹宇副教授和生命科学学院钟增涛教授也参与了该研究。虚拟筛选由合肥科晶生物完成。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、国家中央高校基本科研业务费专项资金和国家中药材产业技术体系等项目的资助。![]()
