2021年11月3日，我院周立刚教授团队在国际学术期刊Chemical Science (IF 9.825)上在线发表题为“Elucidation of ustilaginoidin biosynthesis reveals a previously unrecognised class of ene-reductases”的最新研究成果。

稻曲病是水稻上的重要病害之一，由稻曲病菌（Villosiclava virens）侵染水稻穗部后引起。该病害不但影响水稻品质，造成水稻减产，还会产生多种真菌毒素，严重威胁粮食安全和人类健康。稻绿核菌素（Ustilaginoidins）是其中的一种重要毒素，属于二萘并-γ-吡喃酮类。目前，该类毒素的生物合成分子机制仅被部分阐明。

课题组在前期揭示该类聚酮毒素结构多样性、生物活性（毒性）和单体二聚化的基础上（JAFC 2015，2017；SCI. Rep. 2019），采用基因敲除、米曲霉异源表达、前体饲喂以及体外生化实验等，揭示和重构了该类毒素较为完整的生物合成途径（图1和2）。该研究首次揭示了合成途径中的脱水酶UsgD和特异的烯还原酶UsgR，研究了烯还原酶UsgR和漆酶UsgL的体外反应及其底物选择性；发现了C-3位的非酶促异构化；新发现了YWA1型生物合成单体及二聚体，提出了较为完整的二聚化途径。研究结果为该类毒素的合成阻断提供了靶标，对稻曲病的防控具有重要意义。

图1 稻绿核菌素合成基因簇及单体合成途径

图2 稻绿核菌素生物合成途径

我院已毕业博士徐丹（现为该课题组博士后）为论文的第一作者，赖道万副教授和周立刚教授为论文的共同通讯作者，西北农林科技大学的许金荣教授，和我院的刘俊峰教授和彭友良教授也参与了该研究工作。该论文得到了国家自然科学基金、国家重点研发专项和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/sc/d1sc02666f