崔紫宁教授团队在柑橘溃疡病菌III型抑制剂方面取得新进展

来源单位及审核人:植物保护学院 陈奕 编辑:李彦华审核发布:曾子焉 发布时间:2024-05-24

  近日,崔紫宁教授团队在农林科学领域TOP期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry杂志在线发表Design and Synthesis of Mandelic Acid Derivatives for Suppression of Virulence via T3SS against Citrus Canker研究论文。

  柑橘溃疡病是由黄单胞杆菌柑橘致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri, Xcc)引起的传染性细菌病害,是柑橘上危害最为严重的细菌性病害之一,已被列为世界性的检疫性病害。该病菌危害柑橘植株的叶、枝和果实,且受危害器官表面会形成木栓化、略微凸起的病斑。危害严重的情况下,柑橘溃疡病能够导致光合速率下降、枝条枯死、落叶和过早落果等现象。目前,防治柑橘溃疡病的方式以化学防治为主,且常用的杀菌剂和抗生素因直接对病原菌致死而表现出良好的防治效果。然而,长期使用这类农药极易产生和富集具有抗药性的突变菌系,故开发仅针对病原菌的毒力因子而不影响其生长的新型农药可以很大程度地缓解病原菌抗药性的发展。III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)是革兰氏阴性病原细菌常见且保守的毒力因子,但其并不是病原菌生长所必需的因子。因此,T3SS是开发防治柑橘溃疡病新型农药的理想靶标。

  该研究设计合成并合成了一系列(30个)含有2-巯基-1,3,4-噻唑的扁桃酸衍生物。荧光报告实验和生长曲线的结果表明,这些衍生物中的7个化合物在不影响Xcc生长的情况下显著地抑制了hpa1的转录。之后的活体接种实验表明,化合物F9显著抑制了能够显著减弱Xcc在烟草上的过敏性反应(Hypersensitive response, HR)和在柑橘叶片上的溃疡症状;同时,化合物F9显著抑制了宿主中柑橘溃疡病易感基因CsLOB1的转录,进一步证实该化合物能够抑制Xcc的致病力。RT-qPCR分析表明,化合物F9显著抑制了主调控基因hrpG和hrpX,Harpin蛋白编码基因hpa1,T3SS装置编码基因hrpE、hrcC和hrcT,表明该化合物影响了T3SS调控通路和装置结构相关基因的转录。此外,本研究将化合物F9与黄单胞菌群体感应信号DSF的淬灭菌Burkholderia anthina HN-8进行复配使用。实验结果显示,化合物F9在降低一半浓度后与HN-8复配使用,对柑橘溃疡病的防治效果与化合物单独使用的效果相当,“减药”的同时保证了防治效果。综上所述,该研究成果为T3SS抑制剂的设计、合成提供结构理论基础,也为柑橘溃疡病的防控提供新的策略。

  群体微生物研究中心硕士研究生张钰晴、博士研究生王鑫和贵州大学精细化工研究开发中心研究生施华斌(已毕业)为该论文共同第一作者,绿色农药全国重点实验室,群体微生物研究中心崔紫宁教授和贵州大学精细化工研究开发中心吴志兵教授为该论文通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划(2022YFD1400200),广东省杰出青年基金(2021B1515020107),国家自然科学基金(32072450)的资助。

  相关论文信息:https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acs.jafc.3c07681


文图/群体微生物研究中心

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