近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所綠色農(nóng)藥分子靶標(biāo)與農(nóng)藥創(chuàng)制團(tuán)隊(duì)在國際知名學(xué)術(shù)期刊《合成和系統(tǒng)生物技術(shù)（Synthetic and Systems Biotechnology）》在線發(fā)表了題為“Transcriptome-guided identifcation of a four-component system, SbrH1-R, that modulates milbemycin biosynthesis by in?uencing gene cluster expression, precursor supply, and antibiotic ef?ux”的研究論文。該研究通過解析全局性調(diào)控因子SbrH1-R在冰城鏈霉菌米爾貝霉素生物合成中的功能，鑒定了多個(gè)與前體供給和產(chǎn)物外排相關(guān)的高產(chǎn)靶點(diǎn)，為米爾貝霉素高產(chǎn)菌株構(gòu)建提供更多選擇性。

 

　　天然產(chǎn)物農(nóng)藥因其廣譜、高效、低毒的特性在植物病蟲害綠色防控領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。米爾貝霉素是一種具有高效和廣譜殺蟲殺螨活性、且環(huán)境友好、人畜安全的綠色生物殺蟲劑。但是，由于對米爾貝霉素的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知不足，缺乏構(gòu)建高效生產(chǎn)菌的有益靶點(diǎn)，導(dǎo)致米爾貝霉素發(fā)酵產(chǎn)率低，嚴(yán)重制約其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用進(jìn)程。因此，鑒定影響米爾貝霉素產(chǎn)生的新穎轉(zhuǎn)錄調(diào)控子，揭示其影響產(chǎn)物產(chǎn)生的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，挖掘高產(chǎn)有效靶點(diǎn)，對于構(gòu)建高效生產(chǎn)菌，加快具有自主知識產(chǎn)權(quán)的米爾貝霉素類農(nóng)藥的創(chuàng)制和產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

 

　　全局性調(diào)控子能夠通過廣泛擾動細(xì)胞代謝和生理過程而調(diào)控產(chǎn)物產(chǎn)量，因此從全局性調(diào)控子擾動的細(xì)胞變化信息中發(fā)掘高產(chǎn)靶點(diǎn)不失為一種有效方法。我們通過冰城鏈霉菌時(shí)序轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定了一個(gè)之前未報(bào)道過的全局性調(diào)控子SbrH1-R。該調(diào)控子正調(diào)控冰城鏈霉菌發(fā)育分化和細(xì)胞生長，負(fù)調(diào)控米爾貝霉素生物合成。通過sbrH1-R突變株（高產(chǎn)菌）和野生型菌株（低產(chǎn)菌）比較轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析和遺傳驗(yàn)證篩選到4條影響前體供給的代謝途徑和1個(gè)負(fù)責(zé)米爾貝霉素外排的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)，對其進(jìn)行操作可顯著提高米爾貝霉素產(chǎn)量。該研究不僅為構(gòu)建米爾貝霉素工業(yè)菌提供有效靶點(diǎn)，也證實(shí)了基于全局性調(diào)控子擾動的新靶點(diǎn)發(fā)掘方法具有可行性，同時(shí)為其他鏈霉菌天然產(chǎn)物農(nóng)藥的高產(chǎn)菌構(gòu)建提供通用的新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)思路。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與東北農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生葉嵐與張艷艷副研究員為論文共同第一作者，張艷艷副研究員與向文勝教授為文章通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和農(nóng)科院創(chuàng)新工程項(xiàng)目支持。