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植物与昆虫感染病毒之间的相互作用

导读 它们传播的蚜虫和植物病毒每年造成数十亿美元的作物损害。美国农业部农业研究局和博伊斯汤普森研究所的Michelle Heck实验室的研究人员正在...

它们传播的蚜虫和植物病毒每年造成数十亿美元的作物损害。美国农业部农业研究局和博伊斯汤普森研究所的Michelle Heck实验室的研究人员正在研究分子水平的关系,这可能会导致控制害虫的新方法。

Heck的研究小组最近开发了小型RNA测序技术,以更好地了解植物病毒如何与蚜虫相互作用。在一次意料之外的发现中,Heck和她的团队发现了可能是植物病毒和昆虫病毒的第一个例子,它们合作增加两种病毒传播到其他植物和蚜虫寄主的可能性。

这项工作发表在5月22日的Phytobiomes期刊上。研究人员专注于绿蚜(Myzus persicae),它传播100多种不同的植物病毒,并以多种作物为食,包括桃子,西红柿,土豆,卷心菜,玉米和其他许多作物。

马铃薯卷叶病毒(PLRV)特别值得关注,因为它可以使马铃薯产量减少50%以上,导致每年2000万吨的全球产量损失。

“这项研究最有趣的发现是PLRV抑制了蚜虫的免疫系统,这种抑制是由单一病毒蛋白P0蛋白介导的,”该论文的共同第一作者詹妮弗威尔逊说。Wilson是康奈尔大学综合植物科学学院(SIPS)的博士候选人,正在与Heck博士一起进行论文研究。

P0是PLRV蛋白,其在植物组织内表达但不在蚜虫内表达。虽然之前已经证明P0可以抑制植物的免疫系统,但蛋白质对昆虫免疫系统的影响令研究人员感到惊讶。

“我们不知道蚜虫是否从植物中摄取P0,但我们知道当植物中存在P0时,蚜虫的免疫系统受到抑制,”Wilson解释道。

昆虫免疫系统受到阻碍的一个关键结果是昆虫病毒Myzus persicae densovirus(MpDNV)的增殖增加。研究人员还发现,具有更多MpDNV拷贝的蚜虫更有可能拥有翅膀。

因为绿色蚜虫很少有翅膀,直到秋天天气转冷,这种有翅无斑的昆虫的增加可能意味着整个夏天PLRV和MpDNV的传播增加到新宿主,如果蚜虫是蚜虫的话,这种协同效应不会发生。只感染了一种病毒。

“我们认为我们已经找到了植物病毒和昆虫病毒之间合作的第一个例子,”威尔逊说。“这种合作可能会导致两种病毒的传播增加。”

威尔逊和赫克目前正在努力通过重复未感染MpDNV的蚜虫的实验来检验这一假设,威尔逊去年夏天从纽约州北部的农场收集了这些蚜虫。

未来的工作可能包括弄清楚MpDNV和P0蛋白如何用于控制蚜虫的病毒传播。

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