這一工作為人畜安全的綠色農藥創制提供了關鍵的分子靶標結構信息,為控制病蟲害對現有農藥的抗藥性提供了全新解決方案,為農藥產業的變革和綠色發展開辟了新方向。該論文是全球農藥領域近年來最重要的基礎研究進展之一。這一原創性工作為靶向幾丁質合成的綠色農藥開發提供了基礎性、關鍵性信息,使得以幾丁質合成酶為分子靶標精準開發新型綠色農藥成為科學可行的方案,具有重要的理論和應用價值。
為綠色農藥研發提供新依據
《Nature》期刊論文匿名評審專家認為“儘管幾丁質存在於各種不同的生命形式中,幾丁質生物合成機制在進化上是保守的。這個工作是創新的,無疑具有廣泛的影響力”。
中國科學院院士、美國科學院外籍院士、河北大學校長康樂指出,幾丁質的生物合成是一個極為古老且保守的途徑,卵菌可能是可以合成幾丁質的最低等生物。幾丁質的生物合成對昆蟲和節肢動物外胚層形成的外骨骼、氣管、消化道等的成形和發育至關重要,而且是許多微生物的碳氮來源。該研究利用冷凍電鏡,首次從原子尺度揭示了由幾丁質合成酶催化完成的一個多步驟的、定向的幾丁質生物合成過程,是生物學領域的一項重大進展。幾丁質合成酶及其與底物、產物以及抑制劑結合的結構信息,也為針對幾丁質合成酶理性設計小分子從而控制有害昆蟲的種群數量帶來了新曙光。
中國工程院院士、貴州大學校長宋寶安指出,對於綠色農藥分子靶標的開發和利用已經成為國家的重大需求,一個新的靶標不僅可以催生出幾十甚至上百種農藥品種,也能極大緩解已有農藥品種的抗藥性問題。該研究解析了一個公認綠色的農藥分子靶標——幾丁質合成酶的三維結構,闡明了幾丁質生物合成的機制和抑制劑的作用機制,是我國科學家在農藥分子靶標研究領域的一個里程碑,有助於創制出重量級的綠色農藥品種,提升我國農藥產業的核心競爭力和對農業有害生物的防控能力,保障我國糧食安全。
中國工程院院士、華東師範大學校長錢旭紅指出,該研究突破了幾丁質農藥領域一個近50年的發展瓶頸,通過在原子尺度上對幾丁質合成酶與底物、產物和抑制劑的結合模式的分析,為人類數十年以來未能實現的生態環境友好農藥的夢想提供了實現的舞台:基於幾丁質合成酶的結構精準設計綠色農藥。幾丁質合成機制在病蟲害中的保守性使得幾丁質合成酶作為綠色農藥分子靶標具有重要意義。此研究成果具有里程碑的意義,標誌著中國農藥研發水平提升到了基礎理論原始創新的高度。該工作也是全球農藥創新研究與開發近幾十年來最重要的基礎性進展之一。
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