近日,中国农业科学院烟草研究所植物保护研究中心联合河南省农科院植保所、河南大学等科研单位在《New Phytologist》在线发表了题为" Densovirus infection facilitates plant-virus transmission by an aphid"的研究论文,以桃蚜-浓核病毒-马铃薯Y病毒-烟草为对象,揭示了昆虫病毒促进昆虫传播植物病毒的机制。
媒介昆虫、植物病毒和寄主植物之间的相互作用关系已经成为研究焦点,尤其在探索害虫防治新策略的领域备受关注。尽管媒介昆虫已知会传播植物病毒,但它们在同时感染多种昆虫病毒时,这些昆虫病毒在整个生态系统中扮演的具体角色却鲜为人知,相关的研究报道较为有限。这一领域的研究对于深入理解昆虫病毒在媒介昆虫-植物病毒-寄主植物系统中的复杂作用,以及制定有效的防治策略具有重要意义。
该研究表明,浓核病毒(MpnDV)在感染桃蚜后,会增强桃蚜体内MpFPPS1基因的表达,这进一步提高了桃蚜体内(E)-β-法尼烯的含量,显著增强了桃蚜的活动能力,从而促进了其种群的扩散。特别是在马铃薯Y病毒(PVY)感染的烟草植株上,被MpnDV感染的桃蚜种群增长和扩散速度显著超过未感染的桃蚜,这加速了PVY的传播速度和效率。此外,当桃蚜摄食PVY感染的烟草植株时,它们有翅蚜的比例会显著上升,这进一步促进了种群的远距离迁飞和扩散,为昆虫病毒和植物病毒的传播创造了有利条件。这项研究揭示了MpnDV和PVY通过桃蚜建立的间接互利关系,为媒介昆虫和植物病毒的防治提出了新的挑战,同时也为开发新的防控策略提供了重要的思路。
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图1 MpnDV侵染促进蚜虫传播PVY的模型
中国农业科学院烟草研究所博士后董勇浩和河南省农科院植保所李彤副研究员为论文共同第一作者,中国农业科学院烟草研究所徐蓬军研究员、任广伟研究员和河南大学李云河教授为共同通讯作者,中国农业科学院烟草研究所研究生侯园园、苏陈禹博士、王秀芳副研究员和英国兰卡斯特大学Kenneth Wilson教授参与了本研究。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程和烟草绿色防控重大专项的资助。