近日，張友軍團隊揭示蟲媒病毒通過雙向調控媒介昆蟲和寄主植物進而促進病毒病暴發(fā)流行的新機制。相關結果“A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission”發(fā)表在國際權威期刊Science子刊Science Advances（IF 11.7）。

 

　　番茄黃化曲葉病毒（TYLCV）是一種由煙粉虱?；詡鞑サ臍缧圆《?，其在我國的暴發(fā)式流行與煙粉虱種群擴張呈現(xiàn)顯著時空耦合。田間行為生態(tài)學研究發(fā)現(xiàn)，Q煙粉虱群體存在獨特的階段性寄主偏好：未攜帶病毒的個體優(yōu)先選擇感染番茄以獲取病毒，而帶毒個體則喪失寄主選擇性。值得關注的是，這種“獲毒偏好-傳毒泛化”的行為轉換模式顯著提高了病毒傳播效率，但其分子調控機制仍亟待闡明。

 

　　張友軍團隊首先利用生態(tài)學方法和GC-MS測定，在TYLCV侵染番茄中發(fā)現(xiàn)了一種能明顯吸引Q煙粉虱的揮發(fā)性化合物月桂烯，TYLCV侵染番茄后會誘導月桂烯合成基因TPS3和TPS7的過量表達，導致帶毒番茄釋放更多月桂烯，進而吸引Q煙粉虱定位取食，而敲除番茄TPS3和TPS7基因則會使得Q煙粉虱無法識別TYLCV侵染的番茄和健康番茄。

 

　　通過基因功能鑒定實驗，發(fā)現(xiàn)Q煙粉虱氣味受體OR6能特異結合月桂烯，進而幫助不帶毒Q煙粉虱定位TYLCV侵染的番茄。而當TYLCV進入Q煙粉虱體內后又會抑制煙粉虱OR6基因的表達，使得Q煙粉虱失去對TYLCV侵染番茄的趨性，繼而迅速完成病毒的獲取和傳播過程。

 

　　進一步通過同源序列分析、分子動力學模擬及細胞實驗，發(fā)現(xiàn)Q煙粉虱OR6蛋白的 204位點是其能夠結合月桂烯的關鍵位點，其它煙粉虱種群（例如B煙粉虱）這一位點的不同導致其無法結合月桂烯，也就不會偏向TYLCV侵染的番茄。同時，針對關鍵揮發(fā)物月桂烯進行了田間應用試驗，發(fā)現(xiàn)添加月桂烯的引誘裝置對煙粉虱的引誘效率同比增長了50%以上。

 

　　該研究揭示了植物病毒通過雙向操縱寄主植物和媒介昆蟲以促進其傳播的生態(tài)和分子機制，研究發(fā)現(xiàn)了一種對煙粉虱具有顯著誘集活性的化合物。本研究為闡明媒介昆蟲-病毒互作機制提供了新的理論依據(jù)，同時為開發(fā)基于行為調控的煙粉虱綠色防控技術奠定了重要基礎。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所張友軍研究員、謝文研究員和瑞士納沙泰爾大學Ted C. J. Turlings教授為論文共同通訊作者，已畢業(yè)博士研究生梁鵬（現(xiàn)就職于天津市農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所）、和曾陽（現(xiàn)就職于湖北師范大學）及碩士研究生寧杰為本文共同第一作者，本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金創(chuàng)新群體和中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目資助。

 

　　原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4563