我国学者在植物天然产物化学生物学与植物抗病领域取得进展

图 芥酸酰胺通过抑制细菌三型分泌系统组装而产生广谱抗菌活性的工作模型

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22193073、92253305）等资助下，北京大学雷晓光团队联合崖州湾国家实验室周俭民团队在植物天然产物化学生物学、植物抗菌分子机制及新型生物农药开发领域取得重要进展，相关成果以“一种广泛存在的植物防御化合物阻碍病原细菌三型分泌系统组装（A widespread plant defense compound disarms bacterial type III injectisome assembly）”为题，于2025年2月28日发表于《科学》（Science）。论文链接https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads0377。

　　植物细菌性病害是农业生产和生态平衡的重大威胁之一。这类病害由病原细菌侵染植物组织引发，可导致叶斑、枯萎、腐烂等多种症状，严重时甚至造成农作物大面积减产乃至绝收。这不仅直接威胁全球粮食安全，还会引发一系列连锁反应，包括经济损失、生态环境破坏等深远影响。目前，植物细菌性病害的防控工作面临严峻挑战：其一，病原菌耐药性的快速进化使得传统农药的防治效果显著下降；其二，致病菌的持续变异对新型农药研发提出了更高的技术要求，现有防治体系的有效性正面临前所未有的考验。在此背景下，深入研究植物自身的抗病机制及其化学防御策略，对于开发环境友好型新型农药、构建可持续的病害防控体系具有重要的理论和实践意义。

　　上述团队揭示了一类植物内源存在的、具有作用机制独特、广谱抗菌活性的天然产物分子——芥酸酰胺。进一步研究表明，芥酸酰胺通过特异性破坏植物病原细菌的三型分泌系统（T3SS）组装，有效抑制其致病力，从而实现对多种细菌侵染的广谱抑制作用（图）。这一机制体现了“不战而屈人之兵”的创新抗菌策略，与传统抗生素药物相比具有显著优势：芥酸酰胺不直接杀灭细菌，而是选择性地降低病原菌的致病力，这种独特的作用模式不仅确保了更高的生物安全性，还显著减少了对环境的污染风险，同时有效规避了细菌耐药性的产生。这项研究不仅突破了领域内对植物抗性代谢物作用机制的传统认知，更为开发环境友好型生物农药和开展作物抗病分子育种提供了重要的理论基础和技术支撑，对推动绿色农业发展具有重要的科学意义和应用价值。