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【科研新进展】(19)孙广宇教授 王永华教授团队在各自领域科研取得新进展

孙广宇教授团队在苹果树腐烂病防治技术方面取得重大进展

  苹果树腐烂病是苹果的毁灭性病害。目前,腐烂病在我国苹果主产区处于持续高发态势,造成树皮坏死溃疡、整树枯死、甚至毁园,仅在我省每年造成数以十亿计的经济损失,严重制约了我国苹果生产和产业的可持续发展。

  腐烂病被果农称为苹果树“癌症”。为了对付腐烂病,人们想尽了各种办法,除了使用化学农药,还使用外科手术法、桥接法、人工树皮法、涂泥法、堆土法、臭氧处理法、生防防治法、贴膏药、中草药疗法等等方法,市场上防治腐烂病的产品多达数十种,但仍不能有效控制腐烂病的发生与蔓延。其根本原因在于人们对腐烂病发生的主要原因不清楚。

  我校植保学院孙广宇教授团队通过多年的探索,明确了腐烂病发生的主要原因。研究结果发表于近期出版的《Plant Disease》杂志上。该研究证明,树体钾元素缺乏、氮磷钾元素比例失调是腐烂病发生的主要原因。该研究成果对从根本上控制我国苹果树腐烂病大流行具有重要理论和实践意义。

  我国黄土高原区苹果树叶钾含量平均不足1%,树体钾含量偏低现象严重,同时,果园氮含量偏高现象普遍。孙广宇教授认为,树体钾含量过低、氮钾比过高造成的营养失衡是我国黄土高原区苹果树腐烂病发生与大流行的主要原因,冻害、修剪、改型等造成的伤口只是腐烂病发生的诱因。因此,他们提出“平衡树体营养控制苹果树腐烂病”新技术。通过在一些生产果园试验示范,腐烂病发病率减少85%以上,从实践上验证了该技术的有效性。

  平衡树体营养控制苹果树腐烂病技术的核心在于:利用栽培学措施使树体氮、磷、钾等营养达到合理均衡的水平,使树体对腐烂病达到免疫程度,从而控制苹果树腐烂病的发生。该技术不使用农药,绿色环保,符合国家“双减”和可持续发展战略目标。该技术有望从根本上控制我国苹果树腐烂病的大流行。

  原文链接:http://apsjournals.apsnet.org/doi/abs/10.1094/PDIS-09-15-0970-RE

王永华教授团队科研取得新进展

  近日,国际权威生命信息学杂志《Briefings in Bioinformatics》(IF=9.6)刊登了我校生命科学学院王永华教授团队研究成果——《Weak-binding molecules are not drugs?—towarda systematic strategy for finding effectiveweak-binding drugs》。该成果提出了一套较完整的系统力学新策略,借助数学模拟、计算机预测、实验验证发现具有低亲和力与多效性特点的弱结合小分子比高亲和力药物在治疗复杂疾病方面更具有优势,为药物开发提供了新思路与新策略。

  近年来,尽管生物医药领域技术日新月异,但是创新药物发现难度越来越大。研究发现高亲和力、单一配体药物无法应对由复杂因素引起的复杂疾病,比如癌症、心血管疾病、阿尔茨海默病等。基于此,王永华教授团队大规模地研究了弱结合分子的重要性及其特点并提出发现弱结合分子成药性的系统性研究策略。


弱结合药物研究示意图

  王永华教授团队在研究过程中发现,弱结合药物往往具有多靶点的特征,以及与靶点的瞬时结合的特点;此外,弱结合药物靶点的网络拓扑结构以及动力学特征会影响该药物的功效。在此次探索中,团队成员首先动态分析了33个人体最基本靶点互作模式,确定了靶点的最佳拓扑形状与动力学参数;最后,通过实验验证了丝裂原活化蛋白激酶通路,获得多个最佳靶点组合;再次,结合药物-靶点预测与分子动力学模拟方法,得到2个来自于中药天然产物的弱结合化分子,即毛地黄黄酮(luteolin)与丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA);最后,通过实验验证了药物与靶点的低亲和性以及药物的抗炎效果。

  该研究不仅为药物开发提供了新方向,同时也解释了中药弱结合、多靶点的药理学机制,为中药药理学研究提供了新技术和理论支持。

编辑:杨远远 李晓春

终审:薛建鹏