张利辉教授带领的“天然产物农药及靶标分子设计”创新团队主要从事天然产物中农药活性物质的挖掘与生态制剂创制、高活性天然产物的作用机理、基于靶标的分子设计与合成等方面的研究工作，团队近期在该领域取得系列进展。
天然产物中农药活性物质的挖掘与生态制剂创制方面：2023年10月31日，团队在经典期刊Pest Management Science（一区Top， IF 4.10）在线发表了题为：“2,4-Di-tert-butylphenol and 7-hydroxy-3-(2-methylpropyl)-2,3,6,7,8,8ahexahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine-1,4-dione: two natural products fromSerratia marcescensHa1 and their herbicidal activities”的研究论文，该研究从Ha1菌株中分离鉴定出两个除草活性化合物DB和HPD，其对反枝苋和马唐的幼根幼芽均具有较强的抑制作用，为新农药的创制提供了活性先导。我校马树杰副教授和硕士研究生赵含为论文第一作者，张利辉教授和董金皋教授为通讯作者。同日，团队在Industrial Crops and Products（一区Top， IF 5.90）在线发表了题为：“Preparation of nanoliposomes containing the extracts ofEleocharis dulciscorm-peels and ascertaining their aphidicidal activity againstMegoura crassicaudaandAcyrthosiphon pisum”的研究论文，该研究基于团队前期发现的荸荠皮杀蚜活性成分4H（Pest Management Science, 2023, 79: 1295-1304），成功制备了荸荠皮纳米脂质体，与乳油相比提高了对蚜虫（豌豆修尾蚜和豌豆蚜）的杀蚜毒力，且延长了持效期，促进了纳米技术在植物源农药领域的应用。我校硕士研究生李萌萌和李晶晶（已毕业）为论文第一作者，张利辉教授、曹志艳教授和马树杰副教授为通讯作者。
高活性天然产物的作用机理方面：团队在经典期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（一区Top，IF 6.10；2023, 71: 276-287）发表了题为：“Herbicidal active compound ferulic acid ethylester affects fatty acid synthesis by targeting the 3-ketoacyl-acyl carrier protein synthase I (KAS I)”的研究论文，该研究以阿魏酸衍生物FAEE为研究对象，采用生物素标记的亲和层析、DARTS等方法鉴定了除草剂新靶标KAS I，为新农药的创制提供了靶向资源。我校马树杰副教授和硕士研究生贾然（已毕业）为论文第一作者，张利辉教授和董金皋教授为通讯作者。此外，团队在明确天然产物桥氧三尖杉碱除草活性和致毒症状的基础上（Journal of Integrative Agriculture, 2023, 22: 2-13），采用CETSA MS、转录组学、差异蛋白质组学、荧光淬灭等技术发现并鉴定了除草剂靶标SkDH，论文“Natural product drupacine acting on a novel herbicidal target shikimate dehydrogenase”发表在Pesticide Biochemistry and Physiology（一区Top，IF 4.70；2023, 194: 105480）上，我校硕士研究生于化龙（已毕业）为论文第一作者，张利辉教授、董金皋教授和马树杰副教授为通讯作者。
基于靶标的分子设计与合成方面：2023年11月1日，团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry（一区Top， IF 6.10）发表了题为“Identification of triazolo-quinazolinone derivatives as novel and potent chitinase OfChi-h inhibitors based on structure-based virtual screening”的论文。几丁质酶OfChi-h特异性地存在于鳞翅目昆虫中，是一种极具潜力的绿色害虫防治靶点。研究基于前期结构虚拟筛选和合理分子优化的方法（Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2022, 70:12203-12210），获得了偶氮氨基嘧啶衍生物和三唑-喹唑啉酮骨架化合物，不仅对OfChi-h具有纳摩尔抑制活性，还显著抑制小菜蛾和玉米螟的生长发育，杀虫活性优于氟铃脲。分子对接实验揭示了这类化合物具有高活性的原因，并为后续分子优化提供了方向。研究首次表明偶氮氨基嘧啶类和三唑-喹唑啉酮骨架具有结构简洁、高效的特点，可作为防治鳞翅目害虫的潜在农药进一步开发，为害虫绿色防治提供了方向。我校董利利副教授为论文第一作者，张利辉教授和董金皋教授为通讯作者。
上述研究得到了国家自然科学基金（32102247/32202335）、国家重点研发计划（2022YFD1901300）、国家玉米产业体系（CARS-02）、华北作物改良与调控国家重点实验室自主研究课题（NCCIR2022ZZ-18/NCCIR2022ZZ-19/NCCIR2023ZZ-9）、河北省重点研发计划（21326511D/22326508D）和河北省优秀青年基金（C2021204071）等项目的资助。
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