近日，南京林业大学林草学院、水土保持学院陈凤毛教授团队联合中国农业科学院植物保护研究所陈捷胤研究员团队，在植物生物技术领域国际顶级期刊《Plant Biotechnology Journal》（实时影响因子12.8，中科院一区TOP期刊）发表题为Staurosporine Targets Mitochondrial Regulator VdAtuA3 to Disrupt Mitochondrial Homeostasis to Control Verticillium Wilt的重大原创研究成果（论文DOI：10.1111/pbi.70690）。南京林业大学为本论文第一通讯单位，林草学院博士研究生盛若成、博士后李欢为共同第一作者。系列研究工作依托国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项国家级科研项目资助完成。

图1 大丽轮枝菌VdAtuA3和VdNuo1工作模型

      无环萜烯利用家族蛋白VdAtuA3位于线粒体中，参与线粒体呼吸链相关的NADH氧化、ATP合成和超氧阴离子代谢过程。VdAtuA3与VdNuo1相互作用，形成调控大丽轮枝菌线粒体电子传递、超氧阴离子代谢和毒力的核心调控模块。Staurosporine作为一种高亲和力的VdAtuA3配体，靶向VdAtuA3，通过抑制线粒体形态和功能的完整性来抑制真菌生长，并对黄萎病具有较好的防控作用。

      线粒体呼吸链是真核生物产能核心系统，依靠电子传递建立质子梯度完成氧化磷酸化、合成ATP。在病原真菌中，线粒体呼吸链还全面参与铁离子平衡、逆境应答、代谢重塑、药剂抗性形成等关键致病过程，线粒体相关基因正常表达是病原菌存活、侵染寄主的必要条件。目前市面上主流线粒体类杀菌剂仅针对单一呼吸复合体发挥作用，只能阻断电子传递、质子转运或ATP合成某一单一环节，无法调控线粒体形态结构、多复合体协同表达等全局稳态网络，依托线粒体调控蛋白开发新型农药的思路长期存在研究空白。大丽轮枝菌作为典型土传病原真菌，寄主覆盖棉花、果蔬、林木等数百种经济作物，休眠微菌核可在土壤中存活十余年，诱发的黄萎病素有“作物癌症”之称，防治难度极大。当前主流防控手段短板显著：土壤熏蒸剂易造成土壤、水体污染，威胁人畜健康；抗病品种选育周期长、抗性易丧失；生防菌株受田间温湿度、土壤菌群干扰，防效不稳定。更重要的是，全球鲜有靶向大丽轮枝菌线粒体专属毒力调控因子的研究，成为制约黄萎病绿色防控技术迭代升级的核心瓶颈。

      团队前期已证实线粒体复合物Ⅰ亚基VdNuo1是维持大丽轮枝菌线粒体稳态的关键蛋白，以此为诱饵蛋白通过酵母双杂交筛选，鉴定得到丝状真菌特有互作蛋白VdAtuA3。功能试验证实，VdAtuA3与VdNuo1形成核心调控模块，协同调控真菌氧化磷酸化、超氧阴离子清除能力与致病侵染能力。研究团队借助分子对接、微量热泳动（MST）等体外互作技术筛选发现，天然微生物产物星形孢菌素可高亲和力结合VdAtuA3，破坏二者蛋白互作关系，诱发真菌线粒体结构破碎、功能紊乱，显著抑制病原菌生长，实现棉花黄萎病高效防控。安全性评价结果表明：星形孢菌素在有效抑菌浓度下，对植物无药害，对斑马鱼、人源细胞无细胞毒性，同时不影响芽孢杆菌等农用生防有益菌生长，脱靶风险极低；同时该化合物对稻瘟菌、灰霉菌、炭疽菌、镰刀菌等多种农业丝状病原真菌具备广谱抑制效果，应用场景广阔。

      本研究实现思路创新，跳出传统杀菌剂靶向单一呼吸复合体的研发框架，锁定病原菌独有的线粒体稳态调控因子作为全新药物靶点，首次完整验证靶向 VdAtuA3开发绿色杀菌剂的理论可行性。研究成果填补了真菌线粒体调控因子农药开发的研究空白，兼顾药剂新颖性、生态安全性与广谱抑菌优势，为黄萎病长效绿色防控提供全新技术思路，也为新型环保农用抑菌先导化合物挖掘提供重要理论支撑与实验范式。