作物的新型抗旱小分子“药物”

据一项新的研究表明，研究人员应用一种以结构为指导的发现和设计小分子的方法研发出了一种农作物的抗旱“药物”。结果显示，新的合成脱落酸（ABA）模拟物opabactin在作物用水方面的操纵功效比天然ABA高近10倍。

气孔是散布在植物叶片表面的细孔，它们通过开闭来调节植物与大气之间水蒸气和二氧化碳（CO2）的交换。 然而，这一机制在植物生长和用水之间有取舍作用，即它们中某一个的改善通常是以另一个受损为代价的。因此，发展同时具有产量高且水利用效率高的农作物已构成了农业上的重大挑战。

农用化学品“药物”——特别是那些模拟ABA（这是一种植物对水可得性做出反应至关重要的激素）的药物——可通过按需控制植物用水而有可能规避这一难题。因此，ABA及其受体已成为用于提高作物耐受干旱能力的基因学和农业化学方法中的有吸引力的靶标。

Aditya Vaidya和同事发现，目前的合成ABA模拟物所表现出的生物活性不佳且持续时间短暂，并且可能由于其对必要受体靶点的亲和力弱而受到限制。为解决这个问题，Vaidya等人用虚拟筛选和以结构为指导的化学设计来发现和优化更有效ABA激动剂的功能。结果显示，它们的分子在小麦和番茄中均展现了高效能，并在施用时能令植物对供水不足的不良影响产生持久的保护作用。

George Phillips 和 Michael Sussman在相关的《视角》中写道：“这项新的研究提供了重要的证据，表明这种化学与基因组方法或能在我们最重要的作物中通过将化学品与基因学合用以创建更好的用水能效提供令人兴奋的新方法。”