中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所所科學(xué)家研究成果上《自然》

首次破解幾丁質(zhì)合成的分子機(jī)制 為綠色農(nóng)藥發(fā)展帶來新希望

記者從中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（以下簡稱“基因組所”）獲悉，北京時(shí)間2022年9月21日晚23時(shí),，基因組所楊青教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,、中國科學(xué)院等單位的科學(xué)家在《自然（Nature）》在線發(fā)表了歷時(shí)15年完成的一項(xiàng)研究成果,。該項(xiàng)成果是全球綠色農(nóng)藥發(fā)展研究領(lǐng)域的重大突破,，對(duì)全球食品和糧食安全有重大意義,。

據(jù)悉,，該研究解析了大豆疫霉菌幾丁質(zhì)合成酶的冷凍電鏡結(jié)構(gòu),，首次揭示了幾丁質(zhì)生物合成的完整過程,，并闡明了尼克霉素抑制幾丁質(zhì)生物合成的機(jī)制,。這是我國農(nóng)藥研究領(lǐng)域首篇發(fā)表在《自然》的論文。論文匿名評(píng)審專家指出：“盡管幾丁質(zhì)存在于各種不同的生命形式中,，但幾丁質(zhì)生物合成機(jī)制在進(jìn)化上是保守的,。這個(gè)工作是創(chuàng)新的，無疑具有廣泛的影響力”,。

論文作者之一楊青告訴記者,，幾丁質(zhì)在昆蟲和真菌中均為不可或缺的結(jié)構(gòu)成分，但并不存在于植物和哺乳動(dòng)物中,，因此幾丁質(zhì)合成酶是創(chuàng)制高效,、安全、生態(tài)友好農(nóng)藥的重要靶標(biāo)之一,?！皫锥≠|(zhì)合成酶既是殺菌劑的靶標(biāo)，又是殺蟲劑的靶標(biāo),?！?/span>

當(dāng)前，農(nóng)藥毒性和病蟲害產(chǎn)生的抗藥性給人類食品安全帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),。楊青說,，加速研發(fā)安全、新作用機(jī)制的農(nóng)藥是有效解決途徑,，其科學(xué)問題的核心在于農(nóng)藥分子靶標(biāo),，即病蟲害體內(nèi)可與農(nóng)藥分子結(jié)合從而使農(nóng)藥發(fā)揮藥效的生物大分子,，如蛋白質(zhì)、酶,、多肽和核酸等,。

然而，目前全球70%廣泛使用的殺蟲劑品種只針對(duì)5個(gè)分子靶標(biāo),，60 %廣泛使用的殺菌劑品種只針對(duì)3個(gè)靶標(biāo),。“分子靶標(biāo)非常少,?！闭撐牡谝蛔髡摺⒅袊r(nóng)科院植物保護(hù)研究所陳威說,，長期使用針對(duì)單一靶標(biāo)的農(nóng)藥很容易使病蟲害產(chǎn)生高抗藥性,，最終導(dǎo)致農(nóng)藥無法控制病蟲害種群而出現(xiàn)病蟲害爆發(fā)頻發(fā)的災(zāi)害，這也是全球農(nóng)業(yè)病蟲害防控所面臨的重大問題,。

從上世紀(jì)七十年代起,，盡管全球各國投入了大量的人力、物力和熱情,，試圖研發(fā)出更多種類和更加高效的靶向幾丁質(zhì)合成酶的綠色農(nóng)藥,，但始終進(jìn)展緩慢。

“我們對(duì)幾丁質(zhì)合成酶沒有解決的科學(xué)問題一直很清楚,，所以能在技術(shù)成熟的時(shí)候,，直奔這個(gè)問題去找答案?！睏钋嗾f,。

中國工程院院士、貴州大學(xué)校長宋寶安指出,，這是我國科學(xué)家在農(nóng)藥分子靶標(biāo)研究領(lǐng)域的一個(gè)里程碑,，使得以幾丁質(zhì)合成酶為靶標(biāo)的綠色農(nóng)藥精準(zhǔn)設(shè)計(jì)成為了可能。有助于創(chuàng)制出重量級(jí)的綠色農(nóng)藥品種,，提升我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭力和對(duì)農(nóng)業(yè)有害生物的防控能力,，保障我國食品和糧食安全。