為防治水稻稻瘟病，中國(guó)學(xué)者貢獻(xiàn)了新思路。近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和上海師范大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)刊發(fā)于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·植物》的一篇論文指出，他們揭示了稻瘟病菌特有的毒性效應(yīng)蛋白“MoErs1”抑制水稻發(fā)揮免疫力的機(jī)制，同時(shí)基于該機(jī)制設(shè)計(jì)的二苯醚酯類(lèi)化合物，對(duì)稻瘟病具有顯著防效。“該研究在國(guó)內(nèi)外率先提出以稻瘟病菌保守效應(yīng)蛋白為靶標(biāo)創(chuàng)制殺菌劑的新理念。”該論文通訊作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張正光教授說(shuō)。

稻瘟病是水稻生產(chǎn)的毀滅性真菌病害，每年給我國(guó)造成30億公斤糧食損失，嚴(yán)重制約著我國(guó)主糧作物的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和優(yōu)產(chǎn)，威脅著我國(guó)糧食安全。

“目前，我國(guó)主要依靠化學(xué)農(nóng)藥控制稻瘟病。但可以作為綠色農(nóng)藥創(chuàng)制的殺菌劑分子靶標(biāo)數(shù)量非常有限，導(dǎo)致農(nóng)藥結(jié)構(gòu)同質(zhì)化嚴(yán)重，抗藥性風(fēng)險(xiǎn)巨大。”南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院副教授劉木星如是說(shuō)，在稻瘟病病原菌與水稻的互作過(guò)程中，病原菌分泌的效應(yīng)蛋白是其攻擊水稻的重要“武器”。然而，此前還未見(jiàn)以效應(yīng)蛋白為靶標(biāo)研發(fā)殺菌劑的先例，其主要原因是多數(shù)效應(yīng)蛋白容易變異，導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生耐藥性，殺菌劑就會(huì)失效。

此次研究中，張正光課題組發(fā)現(xiàn)稻瘟病菌中存在一類(lèi)保守的效應(yīng)蛋白“MoErs1”。張正光介紹，其在已經(jīng)測(cè)序的來(lái)自世界各地的幾百份稻瘟病菌生理小種中不存在多態(tài)性，序列非常保守，這種保守性也決定了其在稻瘟病菌致病過(guò)程中的必要性。

為了揭開(kāi)MoErs1的神秘面紗，研究人員解析了其晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它是半胱氨酸蛋白酶抑制子，能夠抑制水稻的半胱氨酸蛋白酶OsRD21的酶活，從而干擾OsRD21在水稻免疫中的作用。

“MoErs1是稻瘟菌分泌的、抑制寄主免疫的重要‘武器’，由于MoErs1不容易變異，可作物藥物靶標(biāo)開(kāi)發(fā)利用，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種專(zhuān)門(mén)抑制MoErs1的二苯醚酯類(lèi)化合物，該化合物能夠結(jié)合MoErs1，抑制MoErs1對(duì)OsRD21的影響，從而釋放OsRD21在水稻免疫中的作用，抵抗稻瘟病菌侵染。”劉木星解釋。

張正光也表示，該研究拓展了人們對(duì)殺菌劑研發(fā)的認(rèn)知，創(chuàng)建了以效應(yīng)蛋白為靶標(biāo)的新型殺菌劑創(chuàng)制的新策略，為我國(guó)綠色農(nóng)藥創(chuàng)制開(kāi)辟了新途徑。