一直以来抗生素在农业和医疗领域均有着重要应用，但由此产生的耐药性却是全球广泛存在的重要问题。而脂肽类抗生素因其作用机质独特，且靶标菌不易产生耐药性，成为新型抗生素的热点研发方向。Fusaricidin是Paenibacillus产生的一种广谱脂肽类抗生素，由长~32 kb的fusGFEDCBA基因簇所编码的NRPS等酶负责组装合成，其对镰孢菌、孢盘菌、链格孢、轮枝孢、曲霉和从梗孢等菌属均有强烈的杀灭效果。

Spo0A和AbrB是Bacillus中的两个调控次级代谢的转录因子，而对于二者能否调控以及如何调控Paenibacillus中Fusaricidin的生物合成仍然知之甚少。

近日，中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室陈三凤教授课题组在国际经典期刊Molecular   Plant-Microbe Interactions在线发表了题为“Fusaricidin   biosynthesis is controlled via a KinB--Spo0A-AbrB signal pathway in   Paenibacillus polymyxa WLY78”的研究论文。该研究揭示了Paenibacillus的组氨酸激酶KinB通过磷酸化Spo0A促进芽孢生成，同时Spo0A~P阻遏abrB的转录，进而解除了AbrB对于fusGFEDCBA的反馈阻遏作用。在该项研究中，研究人员首先通过5’-RACE确定了fusGFEDCBA基因簇的转录起始位点。再通过基因敲除发现Spo0A正调控fusGFEDCBA表达，而AbrB负调控fusGFEDCBA表达。随后利用EMSA，发现Spo0A无法与fusGFEDCBA启动子结合，但能与abrB启动子结合，而AbrB又能与fusGFEDCBA启动子结合，由此推出Spo0A可通过阻遏abrB转录以解除AbrB对fusGFEDCBA的转录阻遏。而由于AbrB的转录结合往往依赖于靶标DNA的三维结构活性，为了进一步确定AbrB转录调控的结合位点，研究人员采取启动子截短和启动子融合GFP方法，最终确定AbrB的结合调控区域，是位于fusG转录起始位点-136至-112 bp处。

此外，经过进化分析和基因敲除与回补，研究人员还发现Paenibacillus中的KinB负责传递磷酸化激活Spo0A从而并促进芽孢的形成，同时还正调控fusaricidin合成，从而解释了KinB在关联Fusaricidin合成和芽孢产生时的作用机制。

中国农业大学生物学院已毕业李云龙博士为该论文的第一作者，陈三凤教授为通讯作者，该研究得到国家重点研发计划(2017YFD0200807)的资助。