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宋寶安院士團隊發(fā)現(xiàn)抗水稻白葉枯病新農(nóng)藥分子靶標

文章來源：中化新網(wǎng) 更新時間：2025-11-18 14:55:30

11月16日，貴州大學綠色農(nóng)藥全國重點實驗室宋寶安院士團隊的碩士研究生盧付能和博士生劉婷作為共同第一作者，在植物科學領(lǐng)域TOP期刊《Molecular Plant Pathology》上發(fā)表題為“Interfering Transposable Elements: ISXoo15 Transposase as a First-in-Class Antibacterial Target Against Xanthomonas oryzae pv. oryzae”的重要研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)稻黃單胞菌稻白葉枯致病變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）中的ISXoo15轉(zhuǎn)座酶可能作為一種具有優(yōu)異殺菌活性的嘧啶衍生物J9的分子靶標，并進一步探索了該蛋白在調(diào)控Xoo致病性與毒力中的關(guān)鍵作用。該發(fā)現(xiàn)為研發(fā)防治水稻細菌性病害的綠色農(nóng)藥提供了全新的殺菌劑分子靶標。

Xoo是導致水稻白葉枯病的病原細菌，它破壞水稻維管組織，引起萎蔫、葉片壞死和植株早衰，嚴重威脅全球超過半數(shù)人口的糧食安全。目前的防控手段主要依賴抗病品種選育和化學殺菌劑噴灑。然而，由于病原菌進化速度快、抗生素耐藥性廣泛傳播以及宿主抗性基因持久性有限，防治成效面臨嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)殺菌劑（如氫氧化銅、硫酸銅等無機銅制劑、有機銅絡合物）不僅防治效果下降，還帶來日益突出的環(huán)境風險。因此，開發(fā)新型抗菌策略十分迫切。

如何系統(tǒng)性發(fā)現(xiàn)兼具高特異性和成藥性的新型抗菌靶標，是當前抗微生物研究領(lǐng)域的重大瓶頸。理想的靶標應對病原體的生存與適應性不可或缺，并與宿主的同源性極低。近期研究揭示了插入序列（IS）等轉(zhuǎn)座元件（Transposable Elements, TEs）在黃單胞菌屬病原菌的遺傳多樣性及毒力進化中的核心作用。轉(zhuǎn)座酶作為催化轉(zhuǎn)座的核心執(zhí)行者，成為實現(xiàn)干預的理想靶點——抑制其活性能夠削弱細菌毒力、維持基因組穩(wěn)定性、并限制其適應性進化。然而，以黃單胞菌轉(zhuǎn)座酶為靶點開發(fā)小分子抑制劑，進而實現(xiàn)上述干預目標，仍是一條尚未被探索的創(chuàng)新路徑。

該研究發(fā)現(xiàn)了具有較高體外和體內(nèi)抗Xoo活性的先導化合物J9，并隨后設計合成了其光親和探針P-J9。利用ABPP技術(shù)首次鑒定出ISXoo15轉(zhuǎn)座酶是J9的潛在分子靶標。通過分子對接、動力學模擬和親和力測定闡明了J9與該酶的結(jié)合模式。生理和生化分析證實，缺失編碼該靶基因的敲除菌株的致病性和毒力顯著降低，而基因回補菌株的這些毒力相關(guān)表型則得到顯著恢復。蛋白質(zhì)組學分析揭示，在J9處理與轉(zhuǎn)座酶缺陷菌株中，涉及DNA修復、重組及結(jié)合的多條通路均表現(xiàn)出持續(xù)下調(diào)。這一現(xiàn)象不僅證實了ISXoo15轉(zhuǎn)座酶的功能，更揭示了其對基因組代謝穩(wěn)態(tài)具有全局性的調(diào)控作用。

轉(zhuǎn)座元件不僅驅(qū)動病原體的遺傳變異，也在其毒力進化中扮演核心角色；轉(zhuǎn)座酶則是實現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵。本研究為以轉(zhuǎn)座酶為靶點開發(fā)新型殺菌劑這一新策略，提供了堅實的理論支撐與實驗依據(jù)。該研究由國家自然科學基金面上項目（32472604）資助。

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