农作物生产是人类在地球上赖以生存的基础，农作物栽培过程的病、虫、草害对农作物生产构成巨大威胁。黄单胞菌(Xanthomonas)属细菌是一类革兰氏阴性细菌，它们能侵染至少124种单子叶植物和268种双子叶植物，其中包括许多重要农作物，如：水稻(白叶枯病和条斑病)、棉花(角斑病)、大豆(斑疹病)、油菜(黑腐病)、柑橘(溃疡病)、香蕉(枯萎病)等。作为一种全球性病害，黄单胞菌侵染导致农经作物严重减产，造成重大经济损失。目前，化学防治是防治黄单胞菌侵染的主要措施，化学农药残留污染对环境和人类健康造成严重威胁。研究黄单胞菌适应环境、致病基因表达调控方式以及病原菌与寄主植物相互作用的分子机理，在此基础上研发新型绿色环保的防治措施，不但能控制黄单胞菌危害，还有利于农业、生态和经济可持续性发展。
       
       何亚文研究员回国前一直致力于黄单胞菌致病机理和植物-病原菌互作研究，系统阐明了黄单胞菌通过群体感应(Quorum Sensing)和低氧感应(Hypoxia Sensing)适应环境和调控致病因子表达的分子机理。2010年6月加入我院后，选取黄单胞菌菌黄素(xanthomonadins)生物合成和调控机理为研究切入点，菌黄素是黄单胞菌产生一种附着在细胞膜上的黄色色素，主要成分是带有多烯侧链的芳香族化合物。菌黄素能有效保护细菌免受光氧化伤害，尤其是太阳光中紫外线的伤害，为病原菌在植物表面的附生和繁殖提供保护作用；另一方面，当黄单胞菌进入植物体内时，菌黄素能有效保护病原菌免受植物的防御系统的攻击，促进病原菌在植物体内的繁殖和侵染，因此，菌黄素是一种重要的致病相关因子。美国Poplawsky实验室首先发现菌黄素生物合成是由一种可扩散因子（Diffusible factor, DF）调控。基于这个发现，何亚文实验室首先建立了DF的体外检测系统，从细菌培养液中分离和纯化了DF信号，结构分析表明DF是3-羟基苯甲酸(3-HBA)，进一步阐明了DF调控的生物学功能，相应结果发表在2011年美国植物病理学会杂志Molecular Plant-Microbe Interactions上。在此基础上，该实验室进一步发现DF信号合成酶XanB2是一个功能和结构全新的双功能酶，它能利用分支酸作为底物，同时合成两个小分子化合物： 3-HBA和4-羟基苯甲酸(4-HBA)。3-HBA参与菌黄素生物合成和调控；4-HBA作为前体参与辅酶Q (CoQ8)生物合成，菌黄素和CoQ8共同参与病原菌抗氧化活性 (见附图)。这一成果不仅首次阐明了XanB2的生物学功能，也揭示了一条新的细菌辅酶Q生物合成机制。DF合成酶XanB2不仅广泛存在于植物病原细菌中，还广泛存在于海洋微生物和一系列有应用潜力的环境微生物中，说明这一新机制在微生物界具有保守性。这一成果已被微生物领域权威期刊Molecular Microbiology接受  (http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1365-2958/accepted)。周莲博士和博士生王嘉渊是本项研究的主要完成人。除此之外，该实验室2011年还在国际期刊BMC Genomics上发表了另外两篇相关的研究论文。
       
       本项研究得到了上海交通大学211人才引进项目(No. WS3107208008)，上海交通大学国家转基因生物分子特征验证测试中心和微生物代谢国家重点实验室的支持。