2023年5月6日，New Phytologist在线发表了华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室李国田教授课题组题为“Doxorubicin inhibits phosphatidylserine decarboxylase and confers broad-spectrum antifungal activity”的研究论文。

该研究对稻瘟病菌磷脂酰乙醇胺合成通路中的致病因子进行功能研究，解析了MoPsd2在稻瘟病菌生长发育和致病中的功能。此外，研究发现由链霉菌产生的次级代谢物阿霉素可以靶向Psd2，并广谱抑制多种植物病原真菌的生长发育和致病，为作物病害绿色防控提供理论基础和试验依据。 

作物真菌病害，包括水稻稻瘟病、小麦赤霉病和玉米小斑病等，对全球粮食的产量和质量造成威胁。其中，作为栽培水稻最具毁灭性的病害之一，水稻稻瘟病每年造成我国大约45万吨产量损失。病害的发生及稻瘟病菌的抗药性发展迅速，使稻瘟病的有效防控仍面临着严峻的挑战。在各种病害防治策略中，杀菌剂的施用是减少损失、提高农产品产量和品质的重要手段，因此真菌的发病机制探究及病害防控新靶点的鉴定十分重要。

脂质作为膜结构的重要组分，在调节细胞代谢中发挥着重要的作用，对脂质代谢过程的选择性干扰，可以有效抑制病原真菌的致病。本研究从磷脂酰乙醇胺通路致病因子出发，对稻瘟病菌磷脂酰丝氨酸脱羧酶MoPsd2进行功能探究。

经过基因敲除和互补验证发现MoPSD2基因参与稻瘟病菌营养生长、产孢、压力响应以及糖原和脂滴的利用过程。Mopsd2突变体侵入寄主能力下降，诱导寄主活性氧（ROS）爆发，表现为致病力的下降。脂质组学结合酶活测定发现MoPsd2参与稻瘟病菌中磷脂酰乙醇胺的从头合成，为探究新的抗真菌靶标提供选择。

近年来，在深度学习神经网络的加持下，蛋白三维结构的预测精度达到较高水平。由Deepmind公司开发的AlphaFold2能够生成非常精确的蛋白三维结构，在某些结构上甚至接近晶体学实验的分辨率。本研究使用AlphaFold2对MoPsd2及其他病原真菌中的同源蛋白的结构进行了预测，发现MoPsd2的三个结构域都具有较好的折叠效果，且与其它同源蛋白的三个结构域可以在不同程度上叠加。

通过分子对接预测，在广大的小分子库中筛选到一种药物阿霉素可以与MoPsd2中的第75位的天冬酰胺、111位的天冬氨酸和129位的天冬氨酸等氨基酸通过氢键相互作用，这些氨基酸均属于MoPsd2的C2结构域。氨基酸点突变结果显示其中第129位的天冬氨酸残基对药物靶向起关键作用。该研究显示阿霉素作为候选杀菌剂表现出广谱抑真菌活性，为以蛋白三维结构为基础的靶向广谱杀菌剂的筛选和开发提供了广阔的前景。

华中农业大学植物科学技术学院硕士研究生周亚茹为论文第一作者，李国田教授为论文通讯作者，课题组多位学生共同参与；同时联合西北农林科技大学王光辉副研究员、华中农业大学理学院滕怀龙教授、作物遗传改良国家重点实验室李强教授、农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室陈小林教授、万虎教授和郑露副教授、湖北洪山实验室等合作完成，广东省阳江市农业科学研究所姜先芽高级农艺师提供田间试验指导。该研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等多项基金的支持。