黄单胞菌是一类重要的植物病原菌,可感染400多种植物,包括水稻、番茄、豆类等农作物。喷洒杀菌剂是防治此类病害最经济有效的措施,但目前市场上防治细菌性病害的药剂很少,且相关耐药性的报道也较多。因此,寻找药效靶点、探索作用机制,可以为开发新型高效杀菌剂提供必要的理论基础。
近日,安徽农业大学植物保护学院杀菌剂生物学实验室陈宇教授团队完成了题为“植物病原菌米黄单胞菌新型杀菌剂靶点筛选鉴定系统的建立”的论文。 using Tn-seq and SPR”研究论文正式发表在《Journal of Integrative Agriculture》(Journal of Agriculture Sciences(英文),JIA)2024年第5期上。
该研究旨在使用转座子测序(Tn-seq)、表面等离子共振(SPR)和高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)。采用组合方法寻找黄单胞菌中潜在的药物靶点,从而揭示现有杀菌剂奥克菌酯的靶点。
本研究重点关注米黄单胞菌 pv。并构建了Xoo转座子插入文库,其中包含约200,000个插入突变体。 Tn-seq 分析揭示了 Xoo 生长必需的 491 个基因。与其他已报道细菌的必需基因相比,Xoo的一些必需基因的功能尚不清楚。推测有 25 个基因是黄单胞菌属特有的必需基因,其中 3 个基因是黄单胞菌属细菌特有的。
总而言之,这些研究结果可以为开发广谱、黄单胞菌特异性、环境友好型杀菌剂提供候选靶标。环丙菌酯是一种新型杀菌剂,对米黄单胞菌具有良好的抑制作用。本研究采用表面等离子共振(SPR)和高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)相结合的方法,鉴定了其在Xoo中可能的靶点。 Tn-seq联合分析表明octoprodin的靶标是Xoo的必需基因。这些靶点还可以为后续开发抑制黄单胞菌的杀菌剂提供基础。本研究还结合实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time,qRT-PCR)数据分析了部分杀菌剂作用机制尚未阐明的原因。结合Tn-seq、SPR和HPLC-MS来研究和验证杀菌剂的作用机制也是本研究提出的一种新方法。
本研究构建的转座子插入文库也将为研究Xoo在寄主植物中的生存策略以及鉴定与Xoo适应度相关的未知基因提供参考。总之,本研究促进了对黄单胞菌的认识,为水稻白叶枯病等黄单胞菌引起的病害的防治提供了新的视角,为今后黄单胞菌的研究奠定了基础。
安徽农业大学植物保护学院陈宇教授和陈星讲师为本文的通讯作者。硕士生庞超跃和博士生金玲为该文章的共同第一作者。安徽省农业科学院植保与农产品质量安全研究所臧浩宇副研究员、山东盛邦格林菲尔德化工有限公司顾春燕副研究员及王永兴博士、徐亮师傅部分参加的工作。
该研究得到国家自然科学基金(32272587、32202342)、安徽省学术技术带头人科研项目计划(2020D251)、安徽农业大学人才发展基金(rc342006)、安徽省高校协同基金等项目的资助创新计划项目(GXXT-2021-059)。安徽省农业生态环境保护与质量安全产业技术体系项目。