植物病毒“借虫传播”关键机制被揭开

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  本报北京3月19日电（记者杨舒）番茄黄化曲叶病毒是一种会对番茄、南瓜、烟草等作物造成毁灭性危害的植物病毒，研究发现，它专门借助一种全球性害虫——烟粉虱来扩散传播。这种“借虫传播”的独特方式如何实现？中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员张友军团队从基因层面解开了谜题，阐明了这类植物病毒“操控”媒介昆虫行为的关键机制。相关论文于近日发表在国际学术期刊《科学进展》上。

  烟粉虱俗称小白蛾，喜欢寄生在植物叶片背面。此前，科学家已观察到，这种害虫的一类——Q烟粉虱在传播番茄黄化曲叶病毒时，有其独特规律：未携带病毒的虫体会首先被带毒番茄吸引，前往其叶片寄生，一旦虫体成功携带上病毒，这种“吸引力”就消失了，染毒的Q烟粉虱会渐渐离开，随机寻找其他的番茄植株取食。这种吸引昆虫染毒的行为模式显著提高了病毒传播效率，但其分子调控机制一直不明。

  由此，张友军团队首先在染毒番茄中发现了一种能明显吸引Q烟粉虱的挥发性化合物——月桂烯。随后，通过基因技术，他们发现，番茄黄化曲叶病毒侵入番茄后，会“操控”两个关键基因——TPS3和TPS7的过量表达，使带毒番茄释放出更多月桂烯，从气味上吸引Q烟粉虱前来取食。但当这种病毒成功进入Q烟粉虱体内后，又会“操控”烟粉虱体内的另一种关键基因，使得染毒的Q烟粉虱失去对月桂烯这种气味的喜爱，这样就完成了“吸引—感染—驱逐”的病毒“借虫传播”过程。

  这一研究展现了植物病毒在长期进化中形成的独特“操纵”能力——它既可以操纵寄主植物散发挥发物，吸引昆虫快速完成获毒过程，又可抑制昆虫的嗅觉系统，促使其离开染毒植株完成病毒传播。张友军表示，本研究成果为阐明媒介昆虫-病毒互作机制提供了新的理论依据，同时为开发基于行为调控的烟粉虱绿色防控技术奠定了重要基础。