水稻叶片长出枯白条斑，是水稻白叶枯病的典型症状。这种病害由植物病原细菌水稻黄单胞菌引发，一旦暴发，轻则减产两三成，重则过半，甚至颗粒无收。长期以来，农户依靠化学杀菌剂灭杀病菌、防治病害，但药剂使用越久，病菌越容易产生抗药性，药效逐年下降，农户只能不断加量，陷入恶性循环。
有没有既能高效控病，又能抑制病原菌产生抗性的药剂？安徽农业大学教授陈雨团队的最新研究，给出了新答案。研究成果已发表于《公共科学图书馆-病原体》。
“一定还有未发现的机制”
辛菌胺是我国拥有自主知识产权的烷基多胺类杀菌剂，在水稻、苹果、辣椒、番茄、棉花等作物上应用已超过30年。它低残留，对人和有益生物友好，是绿色植保的“老面孔”。
但令陈雨团队一直困惑的是：多数杀菌剂在连续使用数年后，病菌的抗性迅速上升，导致对植物病害防治效果下降；相比之下，辛菌胺长期在田间使用，病菌却始终难以产生高抗性，防治效果持续稳定。
已有研究表明，辛菌胺能通过破坏细菌的能量代谢和DNA来直接杀死它们。但这只能解释它能“杀菌”，解释不了它“为什么抗性低”。“一定还有我们没发现的机制。”陈雨说。
陈雨团队决定刨根问底。他们以水稻白叶枯病菌为对象，利用高通量基因筛选、分子检测、遗传操作等技术手段，揭开了辛菌胺低抗性的奥秘。
“直接杀菌”和“弱化毒力”双重作用
他们研究发现，辛菌胺不仅能“直接杀菌”，还能精准作用于一个叫RpfG的关键蛋白。
“RpfG蛋白是细菌群体感应系统的核心调控元件。”陈雨介绍，通俗来说，就是细菌也会像人类一样‘聊天’——它们释放信号分子，相当于发消息，当细菌感知到足够的群体数量，整个菌群便集体协同侵染寄主作物，这种细菌之间的信息交流方式被称为群体感应。”
辛菌胺的使用直接“掐断”了细菌之间的通讯系统。即RpfG蛋白被辛菌胺干扰后，细菌群体内的信号传导阻断，导致细菌致病相关基因无法正常表达，结果是细菌虽然还存活着，但它们的致病能力被显著抑制，丧失了侵染植物的能力。
这一发现使辛菌胺的抗菌机制更加清晰。
研究团队认为，辛菌胺具有“直接杀菌”和“弱化毒力”相结合的双重作用模式：一方面，它能够通过影响细菌能量代谢和DNA稳定性直接抑制细菌生长；另一方面，它又能够通过干扰RpfG介导的群体感应通路，降低细菌侵染作物的能力。“直接杀菌”和“弱化毒力”两种作用相互配合，不仅增强了病害防控效果，也在一定程度上降低了细菌通过单一路径产生稳定抗性的可能性。
陈雨介绍，更妙的是，辛菌胺对群体感应的干扰有物种专一性——它主要针对黄单胞菌这类有害细菌，对农田里的有益微生物影响很小。这意味着它能“精准打击”，同时减少对土壤微生态的破坏，更符合绿色植保的方向。
有望开发新一代低抗性绿色药剂
在今年6月上海举行的第八届国际水稻白叶枯病大会上，陈雨受邀作专题报告，与全球同行分享了这一发现。该发现突破了传统杀菌剂只盯着“直接杀菌”的思路，把“弱化细菌毒力”纳入视野，对解释国产农药的低抗性优势具有重要贡献。
陈雨表示，从应用角度看，这一发现也让辛菌胺的使用更科学——发病初期可利用“弱化毒力”提前布防，高发期则发挥“直接杀菌”快速控制。同时，围绕RpfG这个靶点，未来有望开发新一代低抗性绿色药剂。
下一阶段，陈雨团队将开展多作物、多种病原菌、不同田间环境的验证试验，推动成果真正服务农业生产一线。
“辛菌胺是我国为数不多拥有自主知识产权的杀细菌剂，研究清楚它的机制，不仅是对老药的科学解释，更是为我国自主创制绿色农药探路。”陈雨说。
相关论文信息：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1014320
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