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安徽农业大学陈雨教授团队基于Tn-seq和SPR对新型杀菌剂在水稻黄单胞菌中作用靶点筛选与鉴定的体系建立

  • 2026-10-11 03:54:56
安徽农业大学陈雨教授团队基于Tn-seq和SPR对新型杀菌剂在水稻黄单胞菌中作用靶点筛选与鉴定的体系建立
黄单胞菌（Xanthomonas）是一类重要的植物病原细菌，可侵染400多种植物，包括水稻、番茄和豆类等多种农业作物。喷施杀菌剂是防治该类病害最经济有效的措施，但市场上防治细菌性病害的药剂较少，多有相关抗药性的报道。因此，寻找药剂靶点、探究作用机理，可为开发新型高效杀菌剂提供必要的理论依据。
2024年5月，安徽农业大学植物保护学院杀菌剂生物学实验室陈雨教授团队完成的题为“Establishment of a system for screening and identification of novel bactericide targets in the plant pathogenic bacterium Xanthomonas oryzae pv. oryzae using Tn-seq and SPR”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA)2024年5期正式发表。
该研究旨在通过转座子测序（Transposon sequencing，Tn-seq）、表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）与高效液相色谱-质谱（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS）相结合的方法寻找黄单胞菌中潜在的药剂靶点，并以此揭示了现有杀细菌剂辛菌胺的作用靶标。
该研究以水稻白叶枯病的致病菌稻黄单胞菌稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）为研究对象，构建了Xoo的转座子插入文库，其中包含大约20万个插入突变体。Tn-seq分析揭示了Xoo生长所必需的491个基因。与其他已报道细菌的必需基因相比，Xoo的一些必需基因功能未知，25个基因推测为黄单胞属类群的独有必需基因，且3个基因是黄单胞属细菌所特有的。综上，这些研究结果可为开发广谱型、黄单胞特异型、环境友好型的杀菌剂提供候选靶点。辛菌胺是一种对水稻黄单胞菌具有良好抑制效果的新型杀菌剂，本研究利用表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）与高效液相色谱-质谱（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS）相结合的方法，鉴定得到了其在Xoo中的可能作用靶点，Tn-seq联合分析表明辛菌胺的作用靶点为Xoo的必需基因。这些靶点也可为后期开发抑制黄单胞属细菌的杀菌剂提供依据。本研究还结合实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time, qRT-PCR）的数据分析了一些杀菌剂的作用机制一直未被阐明的原因，Tn-seq、SPR和HPLC-MS三者结合来研究和验证杀菌剂的作用机制也是本研究中提出的一种新的方法。本研究构建的转座子插入文库也将为Xoo在寄主植物中的生存策略以及识别与Xoo适应度相关的未知基因等研究提供参考。总之，本研究促进了对黄单胞菌的认识，为防治水稻白叶枯病等由黄单胞菌引起的病害提供了新的视角，为今后对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雨教授与陈星讲师为本文通讯作者，硕士研究生庞超越与博士研究生金玲为本文的共同第一作者，安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所臧昊昱副研究员、谷春艳副研究员和山东胜邦绿野化学有限公司王永星博士、徐梁硕士参与了部分工作。
该研究得到了国家自然基金（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），安徽省高校协同创新计划项目(GXXT-2021-059）和安徽省农业生态环保与质量安全产业技术体系等项目资助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923001132

Cite the article:

Chaoyue Pang, Ling Jin, Haoyu Zang, Damalk Saint-Claire S. Koklannou, Jiazhi Sun, Jiawei Yang, Yongxing Wang, Liang Xu, Chunyan Gu, Yang Sun, Xing Chen, Yu Chen. 2024. Establishment of a system for screening and identification of novel bactericide targets in the plant pathogenic bacterium Xanthomonas oryzae pv. oryzae using Tn-seq and SPR. Journal of Integrative Agriculture, 23(05): 1580-1592.

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