中国农业科学院烟草研究所在微生物天然产物除草剂研究方面取得进展

近日，中国农业科学院烟草研究所在微生物天然产物除草剂研究方面取得进展，研究成果发表在《农业与食品化学杂志（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》（中科院一区top期刊）上。

杂草对作物的生长和发育构成重大威胁，农业生产中化学除草剂的大量使用往往导致环境污染和杂草抗性，开发新型天然产物除草剂成为新的研究热点。真菌是天然除草活性化合物的主要生产者，有望从中开发出新型天然产物除草剂。

依托“国家农业环境微生物种质资源库（山东）”，团队筛选到一株对多种单子叶和双子叶杂草具有显著除草活性的棘孢曲霉TE-65L。从其发酵产物中获得了5个国际上首次发现、具有自主知识产权的新型山梨素类衍生物（已申请国家发明专利4件，均已公开），通过详细的光谱、波谱分析和电子圆二色谱计算确定了其化学结构。首次发现山梨素类衍生物对杂草的除草活性，化合物(±)-aspersorbicillin和sohiracillinone分别显著抑制牛筋草胚芽和胚根的伸长，其活性均强于阳性药草甘膦。进一步研究表明，山梨素类衍生物能够诱导木质素生物合成途径相关基因的表达，导致木质素积累，并引起杂草种子细胞壁增厚，抑制了杂草的生长。该研究扩展了天然产物除草剂的结构类型，拓宽了山梨素类化合物的农业应用途径。

烟草所和青岛农业大学联合培养硕士研究生黄馨瑢为论文的第一作者，张鹏研究员和赵栋霖副研究员为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、青岛市自然科学基金、中国烟草总公司重大科技项目等的资助。

近年来，烟草所在农业微生物天然产物研究领域不断取得新突破。近5年来，主持国家自然科学基金7项（面上项目3项，青年基金4项），中国烟草总公司等烟草行业科技项目10余项，成果转化经费2000余万元，多个潜力化合物进入了产业化开发阶段。2022年和2023年分别获批“国家农业环境微生物种质资源库（山东）”和“青岛市农业微生物种业技术创新中心”，彰显了烟草所在农业微生物天然产物研究领域的研究特色。