上海交大綠色農(nóng)藥開(kāi)發(fā)獲突破

上海交大綠色農(nóng)藥開(kāi)發(fā)獲突破

最近，上海交通大學(xué)發(fā)布消息稱，該校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何亞文研究團(tuán)隊(duì)的綠色農(nóng)藥研究獲得突破。該項(xiàng)新技術(shù)將有助于進(jìn)一步提高吩嗪-1-羧酸(PCA)的發(fā)酵效價(jià)，降低申嗪霉素的生產(chǎn)成本，促進(jìn)其推廣應(yīng)用。這一研發(fā)新成果目前已經(jīng)在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《分子微生物學(xué)》上。

申嗪霉素是由上海交通大學(xué)聯(lián)合上海農(nóng)樂(lè)制品有限公司研發(fā)的一種新型代謝產(chǎn)物農(nóng)藥，其主效成分是假單胞菌產(chǎn)生的天然代謝產(chǎn)物吩嗪-1-羧酸，具有高效、低毒、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。2016年3月，1%申嗪霉素懸浮劑獲頒農(nóng)藥登記證，用于防治黃瓜霜霉病、灰霉病、辣椒疫病、西瓜枯萎病、水稻稻曲病、稻瘟病、水稻紋枯病、小麥全蝕病和小麥赤霉病。

何亞文研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于申嗪霉素生物合成調(diào)控機(jī)制的研究。申嗪霉素產(chǎn)生菌包含兩個(gè)高度同源的合成基因簇phz1和phz2，負(fù)責(zé)PCA的生物合成。通過(guò)基因敲除、構(gòu)建轉(zhuǎn)錄融合報(bào)告菌株及RNA-Seq分析等手段，研究團(tuán)隊(duì)闡明了3類群體感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)控申嗪霉素生物合成的分子機(jī)制;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子RsaL強(qiáng)烈抑制PCA生物合成。通過(guò)系統(tǒng)分析RsaL對(duì)PCA合成、phz1和phz2表達(dá)、群體感應(yīng)信號(hào)分子合成酶基因表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)RsaL通過(guò)多條途徑調(diào)控PCA的生物合成：（1）RsaL直接結(jié)合在phz1的啟動(dòng)子區(qū)域負(fù)調(diào)控phz1表達(dá);（2）RsaL負(fù)調(diào)控las和pqs群體感應(yīng)系統(tǒng)以及正調(diào)控rhl系統(tǒng)，間接調(diào)控phz1和phz2基因簇的表達(dá);（3）RsaL正調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子cdpR表達(dá)，CdpR負(fù)調(diào)控phz1表達(dá)，進(jìn)而抑制申嗪霉素的生物合成。

該成果系統(tǒng)闡明了RsaL調(diào)控申嗪霉素生物合成的途徑，所得rsaL和cdpR雙突變菌株可應(yīng)用于PCA高產(chǎn)工程菌株的改造。RsaL調(diào)控群體信號(hào)分子3-oxo-C12-HSL的生物合成機(jī)制代表一類新型群體感應(yīng)退出現(xiàn)象。