极端环境放线菌经PPtase激活产硼霉素抗棉花黄萎病多重耐药病原体的机制研究

为解决棉花黄萎病（由Verticillium dahliae引起）导致的纤维减产问题，来自中国新疆的研究团队从极端环境放线菌中筛选出52株菌株，通过磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶（PPtase）激活发现4株具抗真菌活性。鉴定出Streptomyces rochei TRM46813产生的硼霉素（borrelidin）可抑制多重耐药V. dahliae（MIC 0.125-2 μg/mL），其作用靶点为苏氨酰-tRNA合成酶（ThrRS），并首次揭示该化合物通过干扰细胞壁前体积累发挥抑菌效应，为抗真菌药物开发提供新策略。

　　

作为棉花最具破坏性的病害，由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）引起的黄萎病导致纤维品质下降和严重减产。近年来，这一病害在全球最大产棉区中国新疆持续加剧。研究团队从新疆三种极端环境（高盐、高温及植物内生）分离的52株放线菌中，筛选磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶（phosphopantetheinyl transferase, PPtase）激活菌株的培养液提取物，发现4株具有显著抗大丽轮枝菌活性。

通过抗真菌代谢物的分离纯化和光谱解析，最终从罗氏链霉菌（Streptomyces rochei）TRM46813中鉴定出硼霉素（borrelidin）——这是该化合物抗大丽轮枝菌活性的首次报道。值得注意的是，硼霉素对商业杀菌剂耐药的大丽轮枝菌菌株表现出强效抑制（最小抑菌浓度MIC 0.125-2 μg/mL）。L-苏氨酸（L-threonine）的剂量依赖性拮抗实验提示，苏氨酰-tRNA合成酶（threonyl-tRNA synthetase, ThrRS）可能是其作用靶点。

有趣的是，尽管既往研究认为硼霉素通过结合ThrRS抑制革兰氏阳性菌的蛋白质翻译，本研究的机制分析显示，该化合物还会导致细胞壁前体异常积累，这可能是蛋白质翻译受抑制的次级效应。这一发现为开发新型抗黄萎病药剂提供了突破性候选分子。