雜草會嚴重威脅作物產(chǎn)量，給農業(yè)生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟損失。與人工除草相比，除草劑具有經(jīng)濟、快速、高效等優(yōu)點，為農業(yè)的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)提供了重要保障。然而，近年來，長期、單一、廣泛使用除草劑，導致了抗性雜草個體和種群逐年增加，降低了除草劑的防治效果，增加了雜草防治成本。同時，除草劑使用劑量增加也易造成農作物藥害風險和環(huán)境污染。

天然產(chǎn)物小分子與生物在自然界中共同進化，其生物學活性能夠干預特定細胞的代謝途徑。因而，在醫(yī)藥健康及農業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，如抗菌藥物青霉素、抗瘧疾藥物青蒿素，以及降脂藥物洛伐他汀等。因此，開發(fā)和應用具有新型生物學活性的天然產(chǎn)物對生命科學、醫(yī)學及農業(yè)科學等廣大領域具有重要意義。

2018年7月11日，美國加州大學洛杉磯分校唐奕教授課題組、Steven Jacobsen教授課題組和上海有機化學研究所周佳海研究員課題組，聯(lián)合瑞士的袁曙光博士在Nature雜志在線發(fā)表了題為Resistance gene-directed discovery of a natural-product herbicide with a new mode of action的研究論文。該研究運用以抗性基因為導向的基因組挖掘技術成功發(fā)現(xiàn)了一種新型天然產(chǎn)物除草劑aspterric acid (AA)，通過靶向植物支鏈氨基酸合成途徑(BCAA)中的二羥酸脫水酶（DHAD)而抑制植物的生長。

該研究首次解析了DHAD全酶的結構，并利用計算化學闡明了AA與酶活性中心的結合機制，揭示了新型除草劑產(chǎn)生效能的分子機制。同時，利用產(chǎn)生菌自身的抗性基因，成功構建了具有AA耐受性的轉基因作物。該工作不僅為挖掘基因組尋找天然產(chǎn)物提供了新的方法和啟示，同時，也為探索農業(yè)生產(chǎn)中開發(fā)新型除草劑提供了范例。