破译30年国产农药的绿色“密钥”

安农大团队发现辛菌胺“双重抗菌”机制，为低抗性农药研发提供新方向

安徽农业大学陈雨团队合影 图片由受访者提供

水稻叶片出现枯白条斑，这是水稻白叶枯病的典型症状，由水稻黄单胞菌引发，严重时会造成减产甚至绝收。为了保住收成，农户习惯依赖化学杀菌剂。但这往往会陷入一个循环：药剂使用越久，病菌的抗药性就越强，药效逐年下降，农户往往需要增加用药频次和剂量，防治成本随之上升。

然而，一款名叫“辛菌胺”的国产老药却是例外。它在农业生产中应用30多年，病菌始终没有产生明显高抗性。近日，安徽农业大学陈雨教授团队在《公共科学图书馆-病原体》发表研究成果，揭示了这款老药长期有效背后的机制。

这款国产老药身上藏着什么秘密？

辛菌胺是我国拥有自主知识产权的烷基多胺类杀菌剂，已在水稻、果蔬等作物细菌性病害防控中应用30多年。辛菌胺具有低残留、对非靶标生物影响较小等特点。

“多数杀菌剂在连续使用数年后，病菌的抗性就会迅速上升，导致防治效果大幅度滑坡。但辛菌胺在大面积、常态化使用了30年后，我们在田间却始终没有监测到稳定的高抗性菌株，它的防治效果一直非常稳定。”陈雨介绍说。

此前研究发现，辛菌胺能够通过影响细菌能量代谢和DNA稳定性发挥直接抑菌作用。但这仍无法解释其长期低抗性的原因。

“这只能解释它‘能杀菌’，却解释不了它‘为什么抗性低’。”陈雨认为，单一杀菌机制难以解释一种药剂为何能长期保持效果。

带着这个疑问，陈雨团队开始重新审视辛菌胺的作用机制。

不只杀菌，还能让病菌失去“攻击能力”

团队以水稻白叶枯病菌为研究对象，利用高通量基因筛选、分子检测和遗传操作等技术手段寻找关键作用靶点，最终锁定了一个关键蛋白——RpfG。

细菌并非单打独斗的微小生命体，拥有着一套被称为“群体感应”的社会化交流系统。“通俗来说，就是细菌也会像人类一样‘聊天’。”陈雨介绍，细菌会释放信号分子进行信息交流，当信号达到一定水平后，菌群便会启动协同行为，共同侵染植物。而在这个精密的“通讯网络”中，RpfG蛋白就是这一系统中最核心的关键调控元件，直接关系到病菌的运动游走、侵染作物、在植物体内定殖以及分泌毒力因子等核心致病过程。

陈雨团队发现，辛菌胺除了能直接抑菌，还能精准干扰RpfG蛋白，分别在转录和翻译两个层级上抑制其表达。当RpfG蛋白受到干扰后，病菌内部信号传导受到阻断，相关致病基因无法正常表达，导致其运动、侵染和定殖能力下降。“细菌虽然仍然存活，但致病能力被显著削弱。”团队成员解释道。

至此，科研人员找到了辛菌胺长期保持低抗性风险的重要原因：它拥有“直接杀菌+弱化毒力”双重作用模式，从多个维度全面压制病原菌的生存和致病过程。研究还发现，辛菌胺对群体感应系统的影响具有一定选择性，主要作用于黄单胞菌等相关病原细菌，对农田有益微生物影响较小。

新一代绿色农药有了“新靶心”

今年6月，第八届国际水稻白叶枯病大会在上海举行。陈雨受邀作专题报告，向来自世界各地的同行分享了团队的最新发现。

长久以来，全球杀菌剂的研发思路大多局限于“如何更高效地直接杀菌”，而陈雨团队的研究突破了这一固有思维，将“弱化病菌毒力”正式纳入了理论视野。“从应用角度来看，这项发现能让辛菌胺的使用变得更加科学、精准。”陈雨算了一笔农业账：在病害发生初期，农户可以利用辛菌胺“弱化毒力”的功能提前布防；到了高温高湿的病害高发期，则充分发挥其“直接杀菌”的作用快速压制病情。

研究还显示，阻断病菌群体感应通路可提升辛菌胺活性，并为未来药剂复配、减少农药投入提供理论依据。如今，机制清晰、抗性风险低、生态影响小，才是真正的好药。

团队的目光已投向更远的未来。RpfG等关键靶点，有望为低抗性绿色药剂研发提供新的方向。下一步，团队将针对不同作物、不同病原菌和不同田间环境开展验证，让实验室发现距离农业生产更近一步。

信息来源：中安在线