Xenocoumacins（Xcns）是嗜线虫致病杆菌产生的一类水溶性小肽类化合物，由苯并吡喃、亮氨酸残基和精氨酸残基组成，具有广谱的抑菌活性，在植保领域的应用开发前景广阔。解析嗜线虫致病杆菌合成Xcns的调控机制对于推动高产菌株构建和产业化进程至关重要。双组分调控系统（Two-component system, TCS）是细菌中普遍存在的一种信号转导系统，在细菌适应环境变化、调控基因表达和维持生理稳态中发挥关键作用。目前关于双组分调控系统调控Xcns生物合成的研究较少，且其调控机制解析有限。

近期，中国农业科学院植物保护研究所李广悦课题组完成的题为“Studying of the regulatory roles of response regulators GlrR and ArcA in xenocoumacins biosynthesis in Xenorhabdus nematophila CB6”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年12期正式发表。

本文通过对嗜线虫致病杆菌CB6菌株中的双组分调控系统进行识别和鉴定，发现应答调节蛋白GlrR和ArcA在Xcns的生物合成过程中的调控作用及其调控的分子机制。

本研究通过信息学分析，从嗜线虫致病杆菌CB6菌株中识别出14个组氨酸激酶和16个应答调节蛋白，共组成9个典型的双组分调控系统和12个孤立的双组分调控系统。将21个基因进行敲除验证发现，应答调节蛋白基因xc0122和xc1922的缺失导致CB6菌株中Xcns的产量降低超40%，根据同源序列比对将其命名为glrR和arcA。在互补菌株∆glrR/glrR和∆arcA/arcA中，Xcns产量可恢复至接近CB6菌株的水平，表明GlrR和ArcA参与调控Xcns的生物合成。与CB6菌株相比，突变菌株∆glrR中Xcns生物合成基因xcnA-K和xcnM-N的表达水平显著下降，∆arcA中xcnA-L的表达水平显著下降，表明GlrR和ArcA正调控Xcns生物合成相关基因的表达。进一步研究发现，GlrR通过间接方式正调控Xcns的生物合成；ArcA通过直接调控xcnA和xcnB基因（结合位点分别为5′-TCTGATGTTAATGTTTTGTCG-3′和5′-TTTATTAAAAATGAATTGTTACG-3′）的表达，从而调控Xcns的生物合成。

图1 GlrR和ArcA正调控Xcns的生物合成

图2 GlrR通过间接调控Xcns的生物合成

图3 ArcA直接调控Xcns的生物合成

综上，ArcA通过直接正调控xcnA和xcnB基因的表达，从而调控Xcns的生物合成；GlrR通过间接方式正调控Xcns的生物合成。这项研究结果为理解Xcns生物合成的调控网络奠定了基础，同时为构建Xcns高产菌株提供了潜在的靶标基因。

中国农业科学院植物保护研究所已毕业博士研究生李小慧（现湖南人文科技学院专任教师）为第一作者，中国农业科学院植物保护研究所李广悦研究员为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国农业科学院农业科技创新工程项目的支持。

论文信息：Xiaohui Li, Xiaobing Zheng, Yijie Dong, Youcai Qin, Fenglian Jia, Baoming Yuan, Jiaqi Duan, Beibei Li, Guangyue Li. 2025. Studying of the regulatory roles of response regulators GlrR and ArcA in xenocoumacins biosynthesis in Xenorhabdus nematophila CB6. Journal of Integrative Agriculture, 24(12): 4703-4714.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。