天然产物农药高效、安全，且环境相容性好，在植物病虫害防控、保护我国粮食安全领域具有不可或缺的战略地位。但因产量普遍较低，致使天然产物农药的产业化乃至普及都存在困难……
如何才能提升天然产物农药的产量？笔者从中国农科院获悉，该院植保所绿色靶标分子设计创新团队近日受邀于《生物技术近期评述》系统阐述了链霉菌聚酮类天然产物农药生产中，前体代谢途径改造及菌株高产的合成生物学策略。
据文章第一作者李珊珊副研究员介绍，天然产物农药，一般指微生物产生的具有农用价值的次生代谢产物，链霉菌是主要的工业生产菌。目前，各国都在着力开发天然产物农药，其应用前景广泛。然而，由于链霉菌生长代谢调控机制复杂，难以人为调控，在生产中，通常产量都比较低，高产菌开发缓慢，尤其是发酵工业，面临产量低、成本高等共性问题，严重阻碍了天然产物农药的开发与应用。
李珊珊介绍，其产量和菌株生长均与前体途径密不可分。所谓前体，即代谢目标产物的“原料”，就好像盖楼用的砖块一样。此次发表的文章中，系统阐述了链霉菌聚酮类天然产物生物合成必需的辅酶A类前体物质的生物合成途径，包括自身途径和异源途径。自身途径，即链霉菌在生长代谢中，其自身是通过何种途径合成了我们所需要的天然产物农药；异源途径，即通过外力干涉，在链霉菌生产代谢中，产生性的合成途径。
此外，文章还总结了提高菌株产量过程中优化、适配这些代谢途径的合成生物学策略。据介绍，阐明天然产物农药合成机理，构建高效的前体供应途径，对于菌株健康生长并提高目标天然产物的产量，具有重要价值。在实际生产中，这对利用合成生物学策略重构更高效的天然产物农药合成途径，获得高产工业生产菌具有广泛的指导意义。
该研究得到了国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目资助。
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