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何亚文团队在绿色农药研究方面获新进展

主要完成人: 发表日期:2017-04-11 点击数:511

 近日,国际权威期刊《分子微生物学》(Molecular Microbiology)在线发表了上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室何亚文研究团队的最新研究成果:Characterization of the multiple molecular mechanisms underlying RsaL control of phenazine -1-carboxylic acid biosynthesis in the rhizosphere bacteriumPseudomonas aeruginosaPA1201(2017 Mar 18, doi: 10.1111/mmi.13671),有助于进一步提高吩嗪-1-羧酸的发酵效价,降低申嗪霉素的生产成本,促进其推广应用。

申嗪霉素是由上海交通大学联合上海农乐制品有限公司研发的一种新型代谢产物农药,其主效成分是假单胞菌产生的天然代谢产物吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid , PCA),具有高效、低毒、对环境友好等特点。2016年3月,1%申嗪霉素悬浮剂获颁农药登记证,用于防治黄瓜霜霉病、灰霉病、辣椒疫病、西瓜枯萎病、水稻稻曲病、稻瘟病、水稻纹枯病、小麦全蚀病和小麦赤霉病。

何亚文研究团队长期致力于申嗪霉素生物合成调控机制的研究。申嗪霉素产生菌包含两个高度同源的合成基因簇phzA1B1C1D1E1F1G1(以下简称phz1)和phzA2B2C2D2E2F2G2(以下简称phz2),负责PCA的生物合成。通过基因敲除、构建转录融合报告菌株及 RNA-Seq 分析等手段,研究团队阐明了3类群体感应系统调控申嗪霉素生物合成的分子机制(Scientific Reports,2016,6:30352); 在此基础上,进一步发现转录调控因子RsaL强烈抑制PCA生物合成。通过系统分析RsaL对PCA合成、phz1和phz2表达、群体感应信号分子合成酶基因表达的影响,发现RsaL通过多条途径调控PCA的生物合成:(1)RsaL直接结合在phz1的启动子区域负调控phz1表达;(2)RsaL负调控las和pqs群体感应系统以及正调控rhl系统,间接调控phz1和phz2基因簇的表达;(3)RsaL正调控转录因子cdpR表达,CdpR负调控phz1表达,进而抑制申嗪霉素的生物合成。

该成果系统阐明了RsaL调控申嗪霉素生物合成的途径,所得rsaL和cdpR双突变菌株可应用于PCA高产工程菌株的改造。RsaL调控群体信号分子3-oxo-C12-HSL的生物合成机制代表一类新型群体感应退出现象。博士研究生孙爽为两篇论文的第一作者。该研究得到国家重点研发计划(No. 2016YFE0101000),国家科技支撑计划(No. 2012BAD19B01),和上海市教育委员会科研创新项目(No. GM0800004)资助。