Pantoea外代谢组靶向病原体关键毒力因子Scytalone脱水酶和XopQ抑制水稻叶瘟与白叶枯病的研究

　　本研究针对水稻叶瘟病(Magnaporthe oryzae)和白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)造成的严重减产问题，通过解析三种Pantoea菌株外代谢组的抗菌机制，发现其代谢物可靶向抑制病原体毒力蛋白Scytalone dehydratase和XopQ，同时激活水稻防御基因(OsCERK1/OsFLS2)表达，为绿色防控提供了新策略。

　　

水稻作为全球主粮作物，每年因病害导致的减产高达40%，其中由真菌病原体稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的叶瘟病和细菌性病原体白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)造成的白叶枯病尤为严重。传统化学农药虽能控制病害，却带来环境残留和抗药性等问题。在此背景下，印度农业研究理事会-印度农业研究所的Charishma Krishnappa团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，探索了叶际共生菌Pantoea的外代谢组在病害防控中的潜力。

研究采用UPLC-QToF-ESI（超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱）技术解析代谢物组成，结合分子对接分析代谢物与病原体毒力蛋白的相互作用，并通过qPCR（实时定量PCR）检测水稻防御基因表达。实验菌株分离自印度北阿坎德邦的水稻叶片，包括Pantoea agglomerans、P. vagans和P. deleyi三种。

主要结果

1. 抗菌活性验证
   在50%浓度下，Pantoea vagans外代谢组对M. oryzae抑制率达78.34%，显著高于其他菌株。代谢组中鉴定出dapdiamide和pantocins等抗菌物质。

2. 植物免疫激活
   外代谢组处理使水稻防御酶过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性提升，同时上调OsCERK1（几丁质受体激酶）和OsFLS2（鞭毛蛋白受体）等免疫相关基因。

3. 毒力机制干扰
   分子 docking 显示代谢物agglomerin A可结合M. oryzae的Scytalone dehydratase（黑色素合成关键酶）活性位点，而pantocins与X. oryzae的III型分泌系统效应蛋白XopQ结合，阻断其致病功能。

结论与意义
该研究首次系统阐明了Pantoea外代谢组通过三重机制防控水稻病害：直接抗菌、抑制毒力蛋白和激活植物免疫。特别是发现其对Scytalone dehydratase（SDH）和XopQ的靶向作用，为设计新型生物农药提供了分子靶点。研究团队强调，这种基于微生物代谢组的策略兼具环境友好性和可持续性，有望成为化学农药的替代方案。论文还指出，Pantoea产生的ACC deaminase（1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶）能降低植物应激乙烯水平，进一步增强了其应用价值。