農(nóng)學(xué)院王曉偉教授課題組在PNAS發(fā)文揭示植物病毒的秘密傳播通道
2017年6月13日，《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了浙江大學(xué)昆蟲科學(xué)研究所王曉偉教授課題組的題為“Vector development and vitellogenin determine the transovarial transmission of begomoviruses”的研究論文，報(bào)道了他們歷時(shí)5年潛心研究發(fā)現(xiàn)的植物病毒傳播的一個(gè)重要通道。
在目前已知的近千種植物病毒中，約三分之二的病毒主要依賴媒介昆蟲進(jìn)行傳播，因此研究植物病毒通過媒介昆蟲傳播的機(jī)制具有重要意義。雙生病毒占目前已記錄的全部植物病毒三分之一，主要通過媒介昆蟲煙粉虱傳播。之前的研究普遍認(rèn)為，雙生病毒只能由其媒介昆蟲煙粉虱在帶毒的植物上取食時(shí)獲取，然后遷移或擴(kuò)散到健康植物上取食時(shí)將病毒傳給后者，而不能通過卵傳給煙粉虱的后代。王曉偉教授課題組研究發(fā)現(xiàn)，一種近30年入侵到世界50多個(gè)國家、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大危害的雙生病毒即番茄黃曲葉病毒（TYLCV）可以高效侵染煙粉虱的生殖系統(tǒng)并由煙粉虱通過產(chǎn)卵將該病毒傳播到其后代，這些后代在病毒的非寄主植物上發(fā)育到成蟲后，可以遷移到新的寄主植物上傳播病毒，使后者感染病毒發(fā)病。他們研究發(fā)現(xiàn)，TYLCV在媒介昆蟲煙粉虱中經(jīng)產(chǎn)卵傳播的效率是與煙粉虱成蟲的發(fā)育階段密切相關(guān)的，只有已懷有大量成熟卵子的成蟲才能通過這個(gè)途徑高效傳播，其分子機(jī)制是TYLCV病毒粒子可以與煙粉虱的卵黃原蛋白互作，在后者的配合下侵染煙粉虱的卵母細(xì)胞，從而進(jìn)入卵中。室內(nèi)接種和田間試驗(yàn)表明，TYLCV可以在沒有病毒寄主植物存在的條件下，在煙粉虱體內(nèi)至少維持兩代，即40-50天，然后這些帶毒的媒介昆蟲仍可將病毒傳給新的寄主植物，使后者患病。TYLCV這一傳播通道，顯著增強(qiáng)了其傳播和擴(kuò)散的效率，可能是TYLCV近30年來在全球快速入侵并造成嚴(yán)重危害的重要機(jī)制之一，這將促使目前全球各國改進(jìn)有關(guān)煙粉虱和雙生病毒的檢疫方法。同時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)對有效防控TYLCV等病毒的發(fā)生蔓延提供了新的重要基礎(chǔ)信息，提示以往廣泛推行的在作物地周圍鏟除病毒寄主植物、阻斷其傳播的方法在很多生境中是無效或低效的，可能需要對防控策略和方法做重大改進(jìn)。最后，該研究首次發(fā)現(xiàn)植物病毒是否經(jīng)卵傳播與介體昆蟲的發(fā)育階段有著密切關(guān)系，為研究其他病毒經(jīng)卵傳播的特性提供了新的視角。
昆蟲所博士研究生衛(wèi)靜和何亞洲為文章的共同第一作者，王曉偉教授為通訊作者，博士研究生郭琦、郭濤，劉銀泉副教授、周雪平教授、劉樹生教授參與了該項(xiàng)研究。王曉偉教授是學(xué)校2009年從美國哈佛大學(xué)引進(jìn)的，回國以來潛心研究媒介昆蟲傳播植物病毒的機(jī)制及入侵生物學(xué)，為我校高峰學(xué)科“植物保護(hù)”學(xué)科隊(duì)伍增添了新生力量。
論文鏈接：http://www.pnas.org/content/early/2017/06/07/1701720114.abstract
（昆蟲科學(xué)研究所）
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