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自然界中近70%的植物病毒傳播需要依靠介體昆蟲

2021-08-19 11:49:50 來源：科技日報

據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院（以下簡稱中國農(nóng)科院）最新消息，該院植物保護(hù)研究所（以下簡稱植保所）作物病毒病害流行與控制創(chuàng)新團(tuán)隊，研究發(fā)現(xiàn)南方水稻黑條矮縮病毒（SRBSDV）通過病毒外殼蛋白與白背飛虱家族的膜融合相關(guān)蛋白互作而進(jìn)入到中腸上皮細(xì)胞的囊泡，并融合形成一個大的囊泡，最終突破中腸細(xì)胞釋放大量病毒粒子，以實現(xiàn)病毒高效傳播。相關(guān)研究成果新近在線發(fā)表于《分子植物病理學(xué)》。

團(tuán)隊首席、中國農(nóng)科院植保所研究員王錫鋒介紹，自然界中近70%的植物病毒傳播需要依靠介體昆蟲。如蚊子可以傳播登革熱病毒，蚊子就是介體昆蟲。介體昆蟲在取食植物韌皮部汁液時，植物病毒尤其是持久型病毒會隨著汁液被攝入昆蟲腸道中，通過跨越上皮細(xì)胞進(jìn)入血淋巴，借助昆蟲的循環(huán)系統(tǒng)到達(dá)唾液腺。再次取食時，病毒會隨著唾液進(jìn)入健康植物體內(nèi)。介體昆蟲的高效傳毒是導(dǎo)致病害暴發(fā)流行的關(guān)鍵，而突破中腸是病毒進(jìn)入昆蟲體內(nèi)第一個、也是最為重要的屏障。

團(tuán)隊以南方水稻黑條矮縮病毒和介體白背飛虱為對象，電鏡觀察發(fā)現(xiàn)很多病毒存在于腸道上皮細(xì)胞的囊泡中，同時在靠近血腔一側(cè)的細(xì)胞膜附近形成一個包裹大量病毒的大囊泡。通過互作篩選發(fā)現(xiàn)病毒的外殼蛋白P10與兩種囊泡相關(guān)膜蛋白VAMP7和Vti1a互作，含有VAMP7/Vti1a的復(fù)合體主要參與細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸。介體昆蟲獲毒后，病毒與VAMP7或Vti1a在細(xì)胞中隨著時間的延長共定位逐漸增多，并由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上。干擾VAMP7或Vti1a表達(dá)后不影響病毒進(jìn)入腸道及在腸道中的積累，但顯著降低了病毒在血淋巴的積累量，同時抑制了傳毒率。這說明病毒通過與VAMP7和Vti1a互作、利用介體囊泡運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行自身的運(yùn)輸和擴(kuò)散。

該項研究揭示了植物呼腸孤病毒可以通過劫持囊泡克服媒介昆蟲中腸逃逸障礙的關(guān)鍵機(jī)制，為囊泡運(yùn)輸在病毒傳播中的作用提供了新的見解，同時為阻斷病毒病的傳播提供候選靶標(biāo)。

標(biāo)簽：病毒病害中腸細(xì)胞病毒傳播介體昆蟲