8月24日，《美國國家科學院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所王成樹研究組的論文：Fungal biosynthesis of the bibenzoquinone oosporein to evade insect immunity。該研究揭示了昆蟲病原真菌—白僵菌合成苯醌類次級代謝產(chǎn)物以及利用該小分子化合物抑制昆蟲免疫反應的分子機理。

醌類化合物廣泛存在于不同生物中，以1,2-苯醌和1,4-苯醌為基本結(jié)構(gòu)的衍生物，種類多樣并具有重要的生物活性，但大部分醌類化合物的生物合成機理并不清楚。由1,4-苯醌類結(jié)構(gòu)組成的卵胞霉素(oosporein)于上世紀六十年代從昆蟲病原真菌白僵菌中分離、鑒定，后來發(fā)現(xiàn)一些植物病原真菌、植物內(nèi)生菌等也能產(chǎn)生卵胞霉素。卵胞霉素具有殺蟲、抗細菌、抗病毒及抗卵菌的活性，同時能引起禽類痛風病，其生物合成機理一直不清楚。

王成樹研究組在完成球孢白僵菌基因組的基礎上，博士生馮鵬等通過生物信息分析、功能基因組及化學生物學研究等，完整地解析了由聚酮合成酶(Polyketide synthase, PKS)途徑生物合成卵胞霉素的分子機理。該PKS基因簇包含7個基因：OpS1-OpS7。OpS1即PKS負責合成苷色酸，在羧化酶OpS4的作用下生成6-甲基苯三酚，在氧化酶OpS7的作用下生成6-甲基苯四酚，zui終在漆酶OpS5的螯合作用下生成卵胞霉素。期間，酮-烯醇互變反應生成系列中間產(chǎn)物，包括發(fā)現(xiàn)的5,5￠-雙脫氧卵胞霉素 (5,5￠-dideoxy-oosporein)。整個基因簇受OpS3轉(zhuǎn)錄因子的正調(diào)控。昆蟲生物測定表明，卵胞霉素能夠抑制昆蟲細胞免疫、抗菌酶類的活性及抗菌肽基因的表達，從而促進白僵菌感染殺蟲。

這項研究揭示了由PKS途徑合成醌類化合物的分子機理，以及真菌次級代謝小分子作為效應分子，參與真菌-昆蟲互作的機制。

該項工作得到了中科院戰(zhàn)略先導B類專項目及國家自然基金委杰青項目的資助。

A, 卵胞霉素生物合成基因簇；B, 卵胞霉素生物合成途徑；C，卵胞霉素促進白僵菌感染昆蟲。