美国时间2024年5月20日，《农业和食品化学杂志》以及美国化学学会(ACS)农业和食品化学分部 (AGFD) 和农业化学品分部 (AGRO)宣布了农业食品与化学杂志2024年度研究论文奖（Journal of Agricultural and Food Chemistry Research Article of the Year Award 2024），该奖项于 2013 年推出，每年表彰农用化学品和食品化学领域的杰出研究工作。来自贵州大学绿色农药全国重点实验室的一项杰出研究斩获该奖项，该获奖论文主题为“Immune Mechanism of Ethylicin-Induced Resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae in Rice”。乙蒜素是一种基于大蒜中天然化合物大蒜素所衍生的仿生农药，对多种病原细菌和真菌具有抑制作用，具有防治效率高、降解快、生态可持续等优点。这些特点使其在植物杀菌领域得到广泛应用。然而，大多数关于乙蒜素抗菌机制的研究主要集中在其对病原体的直接影响上，而其是否能够诱导植物自身产生对病原体的抵抗力却鲜有报道（图1）。
在这项获奖研究中，乙蒜素被证实对水稻白叶枯病病原菌（Xoo）具有显著的离体和活体抑菌活性。通过扫描电子显微镜结合植物生理生化分析发现，乙蒜素不仅能够通过破坏Xoo细胞结构来抑制其正常生长（图2），还可以增加水稻中防御酶和叶绿素的含量来抑制Xoo的增殖。无标记定量蛋白质组分析进一步表明，乙蒜素影响水稻脱落酸 (ABA) 信号通路，并使关键差异钙依赖性蛋白激酶 24 (OsCPK24) 更加活跃（图3）。 此外，通过转OsCPK24基因水稻的抗Xoo表型测试以及OsCPK24重组蛋白和乙蒜素的体外亲和力验证，确定了OsCPK24作为水稻抗Xoo关键介体的生物学功能。该研究揭示了乙蒜素通过OsCPK24诱导水稻对Xoo产生抗性的分子机制，为基于OsCPK24蛋白的新型杀菌剂的开发奠定了基础。
本研究中的测试产品乙蒜素来源于海南正业生物科技股份有限公司，采用宋宝安院士团队所开发的新工艺生产。贵州大学绿色农药全国重点实验室博士生陆红霞为论文第一作者，宋润江教授为通讯作者。宋润江教授代表共同作者领取该奖项并接收了采访。