天然農藥如何高產？我國科學家綜述天然產物農藥生產策略

（2021.1.6 新京報）

天然產物農藥高效、安全，且環境相容性好，在植物病蟲害防控、保護我國糧食安全領域具有不可或缺的戰略地位。但因產量普遍較低，致使天然產物農藥的產業化乃至普及都存在困難。

如何才能提升天然產物農藥的產量？記者從中國農科院獲悉，該院植保所綠色靶標分子設計創新團隊近日受邀于《生物技術近期評述（Current Opinion in Biotechnology）》系統闡述了鏈霉菌聚酮類天然產物農藥生產中，前體代謝途徑改造及菌株高產的合成生物學策略。

據文章第一作者李珊珊副研究員介紹，天然產物農藥，一般指微生物產生的具有農用價值的次生代謝產物，鏈霉菌是主要的工業生產菌。目前，各國都在著力開發天然產物農藥，其應用前景廣泛。然而，由于鏈霉菌生長代謝調控機制復雜，難以人為調控，在生產中，通常產量都比較低，高產菌開發緩慢，尤其是發酵工業，面臨產量低、成本高等共性問題，嚴重阻礙了天然產物農藥的開發與應用。

李珊珊介紹，其產量和菌株生長均與前體途徑密不可分，所謂前體，即代謝目標產物的“原料”，就好像蓋樓用的磚塊一樣。此次發表的文章中，系統闡述了鏈霉菌聚酮類天然產物生物合成必需的輔酶A類前體物質的生物合成途徑，包括自身途徑和異源途徑。自身途徑，即鏈霉菌在生長代謝中，其自身是通過何種途徑合成了我們所需要的天然產物農藥;異源途徑，即通過外力干涉，在鏈霉菌生產代謝中，產生性的合成途徑。

此外，文章還總結了提高菌株產量過程中優化、適配這些代謝途徑的合成生物學策略。據介紹，闡明天然產物農藥合成機理，構建高效的前體供應途徑，對于菌株健康生長并提高目標天然產物的產量，具有重要價值。在實際生產中，這對利用合成生物學策略重構更高效的天然產物農藥合成途徑，獲得高產工業生產菌具有廣泛的指導意義。

該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目資助。