胡萝卜软腐果胶杆菌引起的软腐病对全球农业（尤其是大白菜等作物）造成严重采前和采后损失。目前广泛使用的抗生素类农药不仅因病原菌产生抗菌素耐药性而效果下降，其滥用更在“One Health”（一体健康） 框架下对环境和公共健康构成威胁。因此，开发替代性防控手段迫在眉睫。

内溶素作为一种能高效、物理性裂解细菌且不易引发耐药性的噬菌体酶，是极具潜力的替代品，但其对革兰氏阴性菌（如果胶杆菌）的效果受限于致密的外膜屏障。韩国延世大学和浦项科技大学的Minsik Kim教授团队在此背景下，旨在将一种能突破此屏障的先进策略——“抗菌肽融合内溶素” ，创新性地应用于植物病害防治领域。

本研究首先通过生物信息学分析从胡萝卜软腐果胶杆菌基因组中鉴定出一个推测的内溶素 PlyPw（图1A-C）。然而，实验发现天然PlyPw对目标病原菌无效，于是研究团队采用蛋白质工程策略，将PlyPw与三种不同的抗菌肽（AMP）进行融合，发现与短肽 CecA¹⁻⁸ 的融合体（CecA¹⁻⁸-PlyPw）能显著增强其杀菌活性（图2）。接着，他们通过系统评估四种不同结构排列的融合蛋白（图3A），确定了CP-H（CecA¹⁻⁸在N端，His标签在C端）为最优构型，其在低浓度下便能实现超过5个对数值的快速细菌杀灭，效果优于其他构型及商业农药（图3B-D）。

                                  图1 内溶素PlyPw的结构和抗菌特性                  图3最优构型的超强好活性

图2 AMP融合增强PlyPw的抗菌活性

性能表征结果表明，CP-H 具有广谱的抗菌活性，能有效裂解多种革兰氏阴性和阳性植物及人类病原菌，并且在不同生长时期的细菌均有作用，虽对稳定期细菌需更高浓度（图4A）。该融合蛋白还展现出卓越的稳定性，在宽泛的温度（4-80℃）和pH 4-10范围内都能保持高活性（图4C, D），但其活性会随盐浓度升高而下降（图4B）。在应用模型中，CP-H 在大白菜采后叶片和幼苗上均能显著减轻软腐病症状，兼具预防和治疗效果，效力与商业农药相当（图5, 图6）。同时，它也能有效降低土壤中的病原菌数量，阻断传播源。最后，初步安全性评估证实，CP-H 对植物无毒性，对动物红细胞无溶血作用，显示出良好的生物安全性（图7）。

                                 图4 影响 CecA¹⁻⁸抗菌活性的因素              图5 CecA1-8-PlyPw处理缓解采后白菜软腐症状

                            图6 CecA^1–8-PlyPws防治白菜幼苗软腐病 图7 CecA^1–8-PlyPws的初步安全性评估

综上所述，该研究通过理性的蛋白质工程设计，成功获得了高效、稳定且安全的融合内溶素CP-H，为替代传统抗生素防控植物细菌病害提供了极具前景的解决方案。

参考文献链接：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.113917