黏细菌能够直接捕食活体微生物获取营养进而维持群体稳定性，黏细菌的捕食特性使其成为可用于农业生产过程中植物真菌病害控制的优良生物种质资源。我校生科院崔中利教授团队前期在研究黏细菌与真菌互作关系过程中，发现粘细菌通过分泌一种新型外膜型β-1,6-葡聚糖酶GluM分解真菌细胞壁，进而实现黏细菌对真菌的捕食。GluM是目前已发现唯一具有糖苷水解酶活性的外膜蛋白，形成了糖苷水解酶的一个全新家族（ISME J, 2019）。近期，课题组进一步系统解析了β-1,6-葡聚糖酶GluM分解真菌细胞壁导致细胞死亡的作用机制，并评估了其在转基因抗病育种中的应用价值，相关研究成果相继发表在Applied and Environmental Microbiology、Journal of Agricultural and Food Chemistry和Pest Management Science上。

尖孢镰刀菌导致的枯萎病是一种重要的土传病害，侵染宿主广，防控难度大。课题组前期利用优良的生防黏细菌Corallococcus sp. EGB建立了黏细菌防控枯萎病示范区，通过多年田间试验评估发现，黏细菌能够有效的防控土传枯萎病的发生，并表现出高效的土壤微生物群落调控行为（Microbiome，2020）。在此基础上，课题组以尖孢镰刀菌黄瓜专化型FOC为模式，系统解析β-1,6-葡聚糖酶GluM对FOC的抗菌机制。研究发现，GluM破坏FOC细胞壁激活了HOG途径，引发细胞内甘油积累，破坏渗透平衡。同时，细胞壁损伤诱导细胞内活性氧的大量积累进而引发细胞凋亡。该研究揭示了一种新的细胞壁裂解酶的抗真菌机制，为深入理解黏细菌捕食行为的分子机制提供了基础。

相关研究成果以“Myxobacterial Outer Membrane b-1,6-Glucanase Induced the Cell Death of Fusarium oxysporum by Destroying the Cell Wall Integrity”为题发表在Applied and Environmental Microbiology（2023，10.1128/aem.01236-22）上。课题组叶现丰副研究员为论文的第一作者，崔中利教授为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省现代农业等项目资助。

在此基础上，课题组进一步以稻瘟病菌为模式，发现β-1,6-葡聚糖酶GluM以一种特殊的底物催化方式分解真菌细胞壁中的β-1,6-葡聚糖核心结构，该水解模式使得真菌细胞壁自我修复的防御系统“难以招架”。同时所释放的可溶性细胞壁多糖作为一种免疫激发子激活水稻的免疫反应，进一步抵抗病原菌的侵染。该抗菌蛋白GluM双重作用模式使其在转基因拟南芥抵抗灰霉病菌侵染过程中表现出较强的抗真菌能力。

相关研究成果以“Insights into the antifungal properties of myxobacteria outer membrane β-1,6-glucanase”为题发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry（2023，10.1021/acs.jafc.3c00578）上。课题组李周坤副教授为论文的第一作者，崔中利教授为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家科技重大专项等项目资助。

基于β-1,6-葡聚糖酶GluM对真菌细胞壁高效的分解能力以及靶点专一性，课题组与华中农业大学林拥军教授团队合作，开展了转基因水稻构建及抗性评估验证。通过蛋白定量与基因表达优化，获取了单拷贝纯合子转基因株系。通过实验室和田间抗性验证，发现GluM转基因水稻能够高效的抵抗稻瘟病菌、水稻纹枯病菌以及稻曲病菌的侵染，赋予了水稻优良的抗真菌活性。该研究为β-1,6-葡聚糖酶GluM可应用于转基因抗病育种提供了重要的基础。

相关研究成果以“Overexpression of a beta-1,6-glucanase gene GluM in transgenic rice confers high resistance to rice blast, sheath blight and false smut”为题发表在Pest Management Science（2023，10.1002/ps.7394）上。课题组李周坤副教授和华中农业大学林拥军教授及李昌焱博士为论文的共同通讯作者，华中农业大学申恩龙博士为论文的第一作者，崔中利教授为研究的开展提供了重要指导。该研究得到了国家自然科学基金和国家科技重大专项等项目资助。