新农村发展研究院潘李隆博士在NatureCommunications发文揭示媒介昆虫传播植物病毒新机制

植物病毒是农业生产中主要的病原物类群之一，其中超过80%是由烟粉虱和蚜虫等半翅目媒介昆虫传播，这些病毒也因此被称为虫媒病毒。由于双生病毒等虫媒病毒在过去数十年大面积暴发成灾，科学界对媒介昆虫传播植物病毒的过程进行了大量研究。媒介昆虫通过在带毒植物上取食获取病毒，随后迁移至未带毒植物上通过取食完成病毒的分泌，随后病毒开始侵染。值得注意的是，在媒介昆虫通过取食分泌病毒的过程中，媒介昆虫取食可诱导植物生理生化的剧烈变化，探究这些植物生理生化的变化如何影响后续虫媒病毒的侵染以及虫媒病毒在这个过程中如何维持自身的侵染至关重要。

近日，新农村发展发展研究院交叉研究平台潘李隆博士团队在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为“Viral proteins resolve the virus-vector conundrum during hemipteran-mediated transmission by subverting salicylic acid signaling pathway”的研究论文，揭示了虫媒病毒通过干扰媒介昆虫取食诱导的抗病毒免疫反应从而促进自身传播的分子机制。

该研究以双生病毒及其媒介昆虫烟粉虱为主要研究对象。研究发现，烟粉虱取食植物可诱导植物中水杨酸的大量积累，从而显著提高植物对多种双生病毒的抗性。然而，在双生病毒与其伴随卫星一起接种时这种烟粉虱取食诱导的抗性被显著干扰，即病毒卫星可在烟粉虱取食情况下维持植物中双生病毒的侵染。进一步的研究发现，病毒卫星通过干扰水杨酸信号通路发挥作用，且病毒卫星编码蛋白βC1在其中发挥主要作用。在机制方面，βC1通过与植物热激蛋白90（heat shock protein 90）互作，从而干扰水杨酸信号通路负调控因子NPR3的降解。除此以外，研究还发现两种蚜虫传病毒编码的蛋白也可以干扰植物水杨酸信号通路，且也可通过与植物热激蛋白90互作干扰NPR3的降解。该研究系统地揭示了在媒介昆虫介导的病毒传播过程中，媒介昆虫-植物病毒-植物三者间的相互作用对病毒扩散的促进作用和分子机制。

植物病毒通过干扰水杨酸信号转导促进自身被媒介昆虫传播的模式图

浙江大学昆虫所博士后张婧茹为论文第一作者，浙江大学新农院交叉研究平台潘李隆博士为论文通讯作者。浙江大学刘树生教授、周雪平教授、汪俏梅教授、王晓伟教授、刘银泉副教授以及美国加州大学河滨分校Linda Walling教授对本研究给予了大力支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然基金青年项目和重点项目以及现代农业产业技术体系岗位科学家等项目的资助。潘李隆博士近年来聚焦媒介昆虫对植物病毒的传播，在New Phytologist（2021）、Science China-Life Science(2018、2021)和Virus Evolution（2020）等期刊发表多篇论文。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53894-y

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