基于生物测定的基因组挖掘方法在假单胞菌中发现抗真菌天然产物的应用

《Scientific Reports》：Development of a bioassay-guided genome mining approach for antifungal natural product discovery from pseudomonads

　　

摘要

Zymoseptoria tritici 是导致小麦叶枯病的病原菌，并且已经进化到能够抵抗大多数化学和遗传控制方法。因此，未来需要新的工具来控制这种疾病。我们通过一种新型的体外拮抗实验，发现了能够通过产生次级代谢产物来抑制 Z. tritici 的 Pseudomonas 分离株。定量评估显示，不同 Z. tritici 分离株对 Pseudomonas 拮抗作用的敏感性存在差异。三个具有强拮抗能力的 Pseudomonas 分离株的基因组中包含一个与已知抗真菌化合物 2,4-二乙酰氟苯酚（2,4-DAPG）生物合成相关的基因簇（BGC）。对核心生物合成基因 phlD 进行突变处理后，Pseudomonas 分离株 Roth82 的 2,4-DAPG 生成能力丧失，同时在体外也失去了对 Z. tritici 的抑制作用。这些结果表明，我们的体外拮抗实验可以用于识别、量化并从机制上分析细菌通过产生次级代谢产物来抑制 Z. tritici 的过程。这是首次研究表明，在自然界的 Z. tritici 种群中，对细菌拮抗作用的抗性表现为一种可量化的性状。我们采用的体外表型引导的基因组挖掘方法还可以优先筛选出有望发现对 Z. tritici 有效的抗真菌天然产物的候选基因簇。