重大病毒病导向的绿色农药化学研究

本项目将围绕化学信息干扰重大病毒病侵染、复制、传播生态节点靶标的分子机制这一关键科学问题，采用以"病毒生物学"结合"病毒生态学"的研究策略，基于植物免疫激活的抗病毒先导发现与化学生物学、媒介昆虫化学信息干扰的先导发现及化学生物学、抑制植物病毒复制的先导化合物发现与化学生物学研究三个紧密相关、相辅相成的方面，进行调控重大作物病毒侵染复制传播的农药化学生物学基础研究，寻找新的作用机制、新靶标或者新靶点,为创制具有自主知识产权的绿色农药新品种提供理论依据和指导。预期发现5个原创性的农药先导化合物，1个具有潜在应用前景的高活性化合物，1-2个杀虫抗病毒药剂的新作用机制、新靶标；申请发明专利10项以上，获得授权发明专利5项以上，并在本学科国际知名SCI期刊上发表论文30-40篇。

按计划执行并完成了预期任务，具体研究结果包括以下三个方面：. ①抑制植物病毒复制先导化合物的先导发现及化学生物学研究：通过安托芬与病毒RNA的GAA-Antofine结合模型进行靶向TMV RNA的生物合理设计，发现侧后壳桂碱、骆驼蓬碱、天然棉籽酚和反式阿魏酸植物源天然产物对烟草花叶病毒具有很高的抑制活性，高效合成了这些天然产物及其新先导化合物片并建立了多个生物碱活性分子的高效合成新方法。抗病毒机制研究发现手性棉酚衍生物抗TMV活性是通过产生超氧阴离子的过程诱导免疫机制。创制了含菲环结构的杂环类化合物NK34等7个抗病毒候选品种，具有很好的防治水稻、番茄和烟草病毒病的田间效果。.②基于植物免疫激活的抗病毒先导发现及化学生物学研究：针对天然活性物质查尔酮和姜黄素进行结构改造，设计合成了抗病毒活性新化合物；通过不对称催化合成了抗植物病毒活性手性α-氨基膦酸酯化合物；采用铜催化剂与氮杂卡宾催化剂协同催化策略，合成了一系列吲哚醌和吲哚内酯及多取代苯衍生物，生物活性测试表明具有良好的抗TMV活性， 获得原创手性先导化合物；采用PEG介导法将SRBSDV介导至水稻悬浮细胞，首次建立了抗SRBSDV药剂筛选模型。通过集成化学生物学、有机合成化学与现代分子生物学技术，发现了抗植物病毒药物免疫激活新靶标HrBP1，阐明了创制品种毒氟磷的免疫激活作用机制。对水稻和烟草的蛋白组学及生物信息学研究表明，毒氟磷可激活植物寄主系统性获得性抗性机制，使植物寄主产生具有抗病毒活性的防御物质。进而启动细胞内信号转导，激活SA信号通路而获得抗病毒效应，在此基础上提出了全程免疫控害新理念，构建了毒氟磷为核心的全程免疫防控SRBSDV技术，防控成效显著，解决了我国南方水稻黑条矮缩病的防控技术难题。.③基于媒介昆虫化学信息干扰的先导发现及化学生物学研究：基于化学信息干扰的先导设计，合成了300余个新型EBF类似物，通过生物活性测试发现高活性化合物CAU1204、II-11和II-B-1。探索新型小分子类似物与靶标之间的相互作用规律。通过五年多地田间小区药效试验发现，CAU1204对麦蚜等有良好防效，且低毒、低残留，对非靶标生物安全，是一种生态友好蚜虫控制剂候选药物。.发现7个原创性的农药先导化合物，8个候选药物，3个抗病毒药剂的新作用机制，授权中国发明专利31项，入选中国工程院院士和获国家科技进步二等奖。