上海交大綠色農藥開發(fā)獲突破

最近，上海交通大學發(fā)布消息稱，該校生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室何亞文研究團隊的綠色農藥研究獲得突破。該項新技術將有助于進一步提高吩嗪-1-羧酸(PCA)的發(fā)酵效價，降低申嗪霉素的生產成本，促進其推廣應用。這一研發(fā)新成果目前已經在線發(fā)表在國際權威期刊《分子微生物學》上。

申嗪霉素是由上海交通大學聯(lián)合上海農樂制品有限公司研發(fā)的一種新型代謝產物農藥，其主效成分是假單胞菌產生的天然代謝產物吩嗪-1-羧酸，具有高效、低毒、對環(huán)境友好等特點。2016年3月，1%申嗪霉素懸浮劑獲頒農藥登記證，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。

何亞文研究團隊長期致力于申嗪霉素生物合成調控機制的研究。申嗪霉素產生菌包含兩個高度同源的合成基因簇phz1和phz2，負責PCA的生物合成。通過基因敲除、構建轉錄融合報告菌株及RNA-Seq分析等手段，研究團隊闡明了3類群體感應系統(tǒng)調控申嗪霉素生物合成的分子機制;在此基礎上，進一步發(fā)現(xiàn)轉錄調控因子RsaL強烈抑制PCA生物合成。通過系統(tǒng)分析RsaL對PCA合成、phz1和phz2表達、群體感應信號分子合成酶基因表達的影響，發(fā)現(xiàn)RsaL通過多條途徑調控PCA的生物合成：（1）RsaL直接結合在phz1的啟動子區(qū)域負調控phz1表達;（2）RsaL負調控las和pqs群體感應系統(tǒng)以及正調控rhl系統(tǒng)，間接調控phz1和phz2基因簇的表達;（3）RsaL正調控轉錄因子cdpR表達，CdpR負調控phz1表達，進而抑制申嗪霉素的生物合成。

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