12月21日-22日，第四屆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展論壇在湖北宜昌召開。貴州大學(xué)教授李向陽指出，綠色農(nóng)藥創(chuàng)新研究與原創(chuàng)性靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)是農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的“卡脖子”難題，該課題曾入選中國科協(xié)2018年發(fā)布的我國科技領(lǐng)域60項重大科學(xué)和工程技術(shù)難題。

在植物病原細(xì)菌方面，其對全球糧食安全構(gòu)成重大威脅，加之傳統(tǒng)農(nóng)藥的耐藥性問題日益突出，開發(fā)結(jié)構(gòu)新穎、作用機(jī)制獨特、高效低毒的新型防治藥劑已迫在眉睫。而采用傳統(tǒng)模式創(chuàng)制一款新農(nóng)藥，平均需篩選15.9萬個化合物，耗費2.86億美元研發(fā)資金，歷時11.5年。其中，原創(chuàng)性分子靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、活性分子新結(jié)構(gòu)突破以及創(chuàng)新作用機(jī)制構(gòu)建，是制約農(nóng)藥創(chuàng)制進(jìn)程的核心瓶頸。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)為攻克上述難題提供了關(guān)鍵途徑。作為一門運用多種物理化學(xué)手段解析生物大分子三維結(jié)構(gòu)并探究其功能的交叉學(xué)科，結(jié)構(gòu)生物學(xué)不僅有助于農(nóng)藥分子靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)與作用機(jī)制創(chuàng)新，更能為克服抗藥性提供核心解決方案，已成為突破農(nóng)藥研發(fā)瓶頸的關(guān)鍵驅(qū)動力。

以獼猴桃潰瘍病防治研究為例，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)進(jìn)行農(nóng)藥靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與作用機(jī)制解析已取得重要進(jìn)展。獼猴桃潰瘍病由丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種引起，在我國陜西、四川、廣西、貴州等獼猴桃主產(chǎn)區(qū)廣泛發(fā)生，累計感病面積超過百萬畝。該病具有發(fā)病急、傳播快、危害重的特點，目前國內(nèi)登記用于防治該病的農(nóng)藥不足10種，且多為銅制劑，已出現(xiàn)明顯抗藥性，尚缺乏高效低毒的防治藥劑，新型藥劑的研發(fā)刻不容緩。

基于結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段，李向陽團(tuán)隊集成系列研究成果，在獼猴桃潰瘍病菌農(nóng)藥靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)方面，解析了該病菌的3個蛋白晶體結(jié)構(gòu)，并基于蛋白靶標(biāo)篩選出兩種潛在靶向藥劑。團(tuán)隊還對聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽的抑菌機(jī)制展開研究。在抗?jié)儾∷巹┳饔脵C(jī)制研究方面，揭示了辛菌胺、5-氟吲哚等藥劑抑制潰瘍病的分子機(jī)制。