近日，我院青年教師包亞洲在《Science》旗下期刊《Science Advances》上以共同第一作者在線發(fā)表了題名為“Blocking the isoflavone chemoreceptor in Phytophthora sojae to prevent disease”的學(xué)術(shù)論文。
《Science Advances》是美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）旗下的開放獲取多學(xué)科期刊，2015年創(chuàng)刊，該期刊涵蓋所有科學(xué)領(lǐng)域，包括生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)等。最新影響因子為11.70，在JCR分區(qū)中位列Q1區(qū)，中科院分區(qū)為1區(qū)Top期刊。
大豆（Glycine max）是重要的糧油作物，在全球糧食生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的地位。我國是全球最大的大豆消費國，年需求量超過1.1億噸，然而我國年產(chǎn)量僅2000萬噸，供需矛盾日益突出。大豆疫霉（Phytophthora sojae）侵染引起的大豆根腐病是全世界大豆生產(chǎn)中的毀滅性病害之一，在2023年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列入《一類農(nóng)作物病蟲害名錄》。藥劑防治是控制疫霉菌引起的作物病害的重要策略之一，但能夠有效防治大豆根腐病的殺菌劑不多，且具有殺菌劑研發(fā)價值的分子靶標(biāo)屈指可數(shù)。因此，原創(chuàng)性分子靶標(biāo)挖掘與綠色農(nóng)藥分子設(shè)計迫在眉睫。大豆疫霉的游動孢子對大豆根系分泌物中異黃酮的趨化性是其成功找到寄主并啟動侵染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此項研究成果破解了大豆疫霉膜受體激酶感知寄主異黃酮的機(jī)制，并靶向異黃酮受體從植物天然產(chǎn)物中挖掘到趨化性干擾劑。
在這項突破性的研究中，研究團(tuán)隊成功破解了大豆疫霉膜受體激酶感知寄主異黃酮的機(jī)制。通過基因敲除和生化分析，明確了IRK1（Isoflavone-insensitive Receptor Kinase 1）和IRK2作為genistein的受體和共受體，分別在趨化性信號傳遞中發(fā)揮重要作用。IRK2通過增強(qiáng)IRK1對genistein的結(jié)合能力，并通過磷酸化G蛋白α亞基，實現(xiàn)了趨化性信號的有效傳遞。更為關(guān)鍵的是，研究團(tuán)隊通過虛擬篩選技術(shù)，從植物天然產(chǎn)物中成功挖掘出一種香豆素類化合物Esculetin。Esculetin能夠有效阻斷IRK1與genistein的結(jié)合，干擾游動孢子對genistein的趨化，從而預(yù)防大豆根腐病的發(fā)生。
包亞洲教師是我院2024年從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)的優(yōu)秀博士后，入職以來，繼續(xù)與原單位開展聯(lián)合攻關(guān)研究，并得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項目的資助。
文獻(xiàn)下載鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt0925
撰稿：包亞洲
編輯：吳佳卿
審核：賁愛玲
終審：周峰
時間：2025年1月13日
