盡管外觀類似絲狀真菌，卵菌實際上是屬於不等鞭藻類 （Stramenopiles） 的一類真核生物，它們在系統發育上與矽藻和褐藻有親緣關系。具體來說，卵菌病原體能引起嚴重影響農業和水產養殖產量的病害，從而對全球糧食安全構成持續的威脅。一個典型的例子是大豆疫黴（ Phytophthorasojae ），它是大豆（ Glycinemax L. ）根腐病和莖腐病的致病菌，每年在全球範圍內造成的經濟損失高達 100 億美元，這主要是由於疫黴屬物種基因組中遺傳和表觀遺傳的快速變異導致抗病品種的喪失，並嚴重限制了有效病害預防和控制策略的研究與開發。
植物細胞壁，作為一種位於胞外空間、圍繞植物細胞的動態且復雜的結構，在超越其作為抵禦各種生物脅迫物理屏障的功能之上，已成為植物先天免疫系統的一個關鍵組成部份。特別地，病原體已經前進演化出一系列策略來成功瓦解這一侵染障礙並侵入宿主細胞，其中包括利用細胞壁降解酶（ CWDEs ）。作為回應，植物前進演化出了專門的機制來維持細胞壁完整性（ CWI ），這套機制包括一組多樣化的駐留於質膜上的傳感蛋白和模式辨識受體，這些受體能夠感知細胞壁完整性的改變或由病原體水解酶釋放的壁多糖，進而觸發防禦反應。然而， 植物在響應微生物侵染時如何修改其細胞壁的潛在機制仍有待全面探索 。
2024 年 7 月 17 日，國際權威學術期刊 Molecular Plant 發表了 南京農業大學作物疫病研究團隊 的最新相關研究成果，題為 AlphaFold-guided redesign of a plant pectinmethylesterase inhibitor for broad-spectrum disease resistance 的研究論文。 南京農業大學王源超教授 為論文的通訊作者。
植物細胞壁是植物與病原體持續爭奪生理優勢的關鍵戰場。在此研究中，科研人員揭示了 植物細胞壁中果膠甲酯化動態重塑是宿主與病原體之間生理鬥爭和協同前進演化的組成部份 。一種由大豆疫黴菌（ P. sojae ）分泌的果膠甲酯酶（ PsPME1 ）降低了果膠的甲酯化程度，從而與內聚半乳糖醛酸酶（ PsPG1 ）協同作用，削弱植物細胞壁結構。為了對抗 PsPME1 介導的易感性，來源於植物的果膠甲酯酶抑制蛋白， GmPMI1 ，保護果膠維持高甲酯化狀態。 GmPMI1 在侵染期間透過抑制大豆和 P.sojae 的果膠甲酯酶，防止植物細胞壁遭受酶解降解。
然而， GmPMI1 的組成型表達 破壞了宿主生長與防禦反應之間的平衡 。因此，科研人員利用 AlphaFold 結構預測工具設計了一種改良形式的 GmPMI1 （ GmPMI1R ）， 該形式特異性地靶向並抑制來自病原體而非植物自身的分泌性果膠甲酯酶 。 GmPMI1R 的瞬時表達增強了植物對卵菌和真菌病原體的抵抗力。
圍繞著HG的甲酯化程度，科研人員構建了一個宿主與大豆疫黴之間防禦與反防禦的整合模型
綜上所述，科研人員的工作強調了細胞壁的生化修飾作為宿主與微生物生理及協同前進演化沖突中的重要焦點，並為 如何利用人工智能驅動的基於結構的工具加速新策略的預測以保護植物提供了重要的概念驗證 。
這一研究不僅突出了細胞壁生化變化在植物與微生物相互作用中的核心地位，而且展示了 AI 技術在生物科學領域中的套用潛力，特別是透過結構生物學方法快速辨識和開發新型抗病策略的能力。
