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天天新资讯:中国科学家“破译”昆虫外壳几丁质生物合成过程

2022-09-22 09:04:06 光明日报


(资料图片)

自然界中所有昆虫的外壳都含有一种物质——几丁质,若能成功找到决定几丁质合成的关键“窍门”,就可能研发出破坏害虫生长发育的有效绿色农药。近日,中国农业科学院植物保护研究所/农业基因组研究所杨青教授团队和中国科学院高能物理研究所龚勇研究员合作破解了这一困扰全球农药学界近50年的难题,首次揭示了几丁质生物合成的完整过程,或将催生一批新型绿色农药的研发,助力害虫防控和生物安全。

这一成果论文于北京时间21日晚在线发表于国际著名期刊《自然》,这也是我国农药领域在《自然》的首篇论文,具有里程碑的意义,是我国农业科技原始创新能力加快提升的重要标志。

杨青介绍,几丁质对昆虫的外壳、气管和消化道等的形成和发育至关重要。若能搞清楚它的合成过程,就能研发对应药物,有效控制植物虫害的生长发育。同时,哺乳动物和植物中并不包含几丁质,因此,以这一物质合成为农药靶标设计而成的新型农药,将不会影响人畜和自然环境,既安全,又绿色。

杨青团队长期致力于几丁质生物学研究,在几丁质合成、水解和修饰方面具有丰厚的积累。该团队历时15年,通过冷冻电镜、扫描电镜、X射线衍射等前沿生物技术,解析了一种影响几丁质合成的关键物质——几丁质合成酶的三维结构,首次从原子水平上揭示了几丁质实现生物合成的重要过程,并更进一步,探明了尼克霉素能够抑制几丁质生物合成的机制。这一成果为创制人畜安全的绿色农药提供了关键的分子靶标结构信息,为农药产业的变革和绿色发展开辟了新方向。

《自然》评审专家认为,“这个工作是创新的,无疑具有广泛的影响力”。中国工程院院士钱旭红评价,该研究是全球农药研发近几十年来最重要的基础性进展之一。(记者杨舒)

(责编:何淼、孙竞)
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关键词: 生物合成 昆虫外壳

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