通过基因聚合保护辣椒免受毁灭性的??病毒性疾病的侵害

豇豆花叶病毒（Begomovirus）会导致辣椒发生毁灭性的黄化卷叶病，受感染农场的果实产量高达100%，并在全球范围内造成巨大的农业损失。在最近的一项研究中，来自日本的研究人员报告称，通过基因聚合技术将两种抗性基因结合起来，可以对即使是最棘手的混合豇豆花叶病毒感染也能提供强大的保护。这一突破为培育更具抗性的辣椒商业品种带来了希望，填补了可持续作物保护领域的关键空白。

　　

即使如今农业技术先进，植物病害仍然可能对农作物造成极大的破坏，每年在全球范围内造成数十亿美元的损失。豇豇豆花叶病毒就是这种威胁的一个突出例子——这些由粉虱虱传播的病原体会导致辣椒黄叶卷曲病，在亚洲、非洲和美洲的受灾田地中，受害作物的产量可能高达100%。

长期以来，培育抗豇豇豆花叶病毒的作物一直是防止此类大规模损失最有效、应用最广泛的策略。尽管这种方法通常有效，但它也存在严重的局限性，尤其是在处理混合感染时。科学家已经成功鉴定出针对特定豇豇豆花叶病毒种类的抗性基因，但事实证明，开发针对农业环境中常见的复杂病毒混合物的广谱保护措施要困难得多。

 

幸运的是，由日本近畿畿大学农学研究生院副教授小枝苍太（Sota Koeda）领导的研究团队最近在应对这一挑战方面取得了重要突破。他们的最新研究于2025年6月2日在线发表在《植物病害》 杂志上，展示了如何结合两种不同的抗性基因，为植物提供强大的保护，即使是最致命的豇豇豆花叶病毒组合也能有效抵御。这项研究由近畿畿大学的尾内美嘉（Mika Onouchi）女士、森纳米子（Namiko Mori）女士和娜迪亚·莎菲拉·波汉（Nadya Syafira Pohan）女士共同撰写。

该团队重点研究了两种先前发现的抗性基因：隐性基因 pepy-1 ，其编码一种名为 Pelota 的蛋白质，参与细胞质量控制机制；显性基因Pepy-2 ，其编码一种依赖 RNA 的 RNA 聚合酶，帮助植物沉默病毒基因。研究人员利用先进的接种技术，测试了携带这些基因的辣椒植株对单一病毒感染以及来自世界不同地区的高毒力豇豇豆花叶病毒混合感染的抵抗力。

他们的实验表明，虽然单个抗性基因提供了一定的保护作用，但它们常常会被混合感染所淹没——尤其是当植物同时面临新大陆豇豇豆花叶病毒（例如辣椒华斯特科黄脉病毒和辣椒金花叶病毒）的攻击时。然而，当两种抗性基因以其最强效的形式（纯合状态）结合在一起时，产生的植物表现出了非凡的韧性。

通过仔细分析和进一步实验，团队深入研究了不同的抗性机制。pepy -1 对旧大陆豇豇豆花叶病毒表现出有效作用，但对新大陆物种却难以有效。而Pepy-2 则提供了更广泛的保护。最重要的是，它们的结合产生了一种被称为“基因聚合”的协同效应，克服了每个基因的局限性。这显著减轻了病害症状，并将病毒 DNA 的积累保持在较低水平，从而使植物的病害严重程度评分较低。

对于辣椒种植者来说，这项研究为那些因豇豇豆花叶病毒病害而遭受经济重创的地区实现更稳定的生产带来了希望。“我们的研究为培育能够持久抵抗不断演化的豇豇豆花叶病毒的辣椒提供了一个框架，填补了可持续作物保护领域的一个关键空白 ，”小枝博士解释说，“ pepy-1和pepy-2在不久的将来都将广泛应用于商业辣椒品种，使农民即使在豇豇豆花叶病毒感染的条件下也能生产出辣椒果实 。”

 

这一突破正值全球辣椒生产面临病毒性疾病日益增长的压力的关键时刻。全球每年辣椒产量超过4200万吨，保护这一宝贵作物免受毁灭性损失，对于墨西哥、印度尼西亚、土耳其和印度等主要产区的粮食安全和经济稳定至关重要。开发持久的、多病原体抗性策略代表着可持续农业向前迈出了重要一步。

值得注意的是，这项研究的意义远不止辣椒。基因聚合技术代表了一种强大的策略，可以应用于其他面临病毒病原体的植物。“我们为辣椒开发的这种方法也可以应用于其他作物，我们现在正在其他蔬菜领域挑战这一目标， ”小枝博士说道。

 

希望对这一复杂主题的进一步研究能够帮助我们最大限度地减少病毒性植物疾病对农作物造成的损害。