基于转录组挖掘揭示鳞翅目昆虫中iflaviruses的多样性、宿主范围及进化特征

本研究通过开发自动化流程从公共转录组数据中重建病毒基因组，系统解析了鳞翅目昆虫中iflaviruses的多样性。研究团队重构了1,548个完整病毒基因组，发现65个新基因组（其中39个可能为新病毒种），揭示了病毒在跨科属宿主间的广泛分布及重组进化特征，为昆虫病毒生态学和生物防治提供了重要资源。

　　

鳞翅目昆虫作为地球上最繁盛的生物类群之一，其与RNA病毒的共生关系长期困扰着研究者。尽管已知某些iflaviruses（Iflaviridae家族的正链RNA病毒）能导致昆虫发育畸形甚至死亡，但更多病毒在健康种群中潜伏存在，这种"沉默感染"现象背后的机制尚不明确。更令人困惑的是，相比膜翅目等昆虫，鳞翅目宿主的iflaviruses基因组数据严重匮乏——NCBI数据库仅收录27条相关基因组，而其他宿主达266条。这种数据鸿沟极大限制了我们对病毒宿主适应性、跨物种传播潜力的认知。

荷兰瓦赫宁根大学的研究团队创新性地开发了转录组挖掘流程，从4,002个鳞翅目RNA-Seq文库中系统重建病毒基因组。研究首先通过Serratus数据库筛选含Picornavirales病毒信号的文库，结合宿主基因组比对和de novo组装策略，最终获得1,548条完整基因组（8-12kb）和240条修补基因组。通过进化分析发现：65个新基因组中有39个可能代表新病毒种，其中WUR60等病毒在重要农业害虫（如茶尺蠖Ectropis obliqua）中被首次发现。令人惊讶的是，Iflavirus betaspexiguae在实验室种群中表现出显著的重组特征，其结构区与非结构区呈现不同的进化轨迹。

关键技术包括：1）基于Serratus的病毒信号筛查；2）HISAT2宿主序列过滤与rnaviralSPAdes组装；3）DIAMOND蛋白相似性分析；4）MAFFT-IQ-TREE系统发育重建；5）GARD重组检测。样本来源于NCBI SRA数据库的公共数据及实验室Spodoptera exigua种群（SRR7415760-SRR7415771等）。

【Most detected Picornavirales in Lepidoptera belong to Iflaviridae】
分析显示53%的病毒阳性样本可成功组装基因组，其中iflaviruses占比最高（1,548条）。与NCBI数据对比证实，重建基因组的UTR长度（平均3' UTR 143nt）和结构域组成（如RdRp、解旋酶）均符合完整病毒特征。

【We find known and novel genomes throughout the iflavirus phylogeny】
系统发育树揭示7个已知病毒种（如Iflavirus ectobliquae）的宿主范围显著扩展。例如茶尺蠖病毒在近缘种Ectropis grisescens中被发现，而家蚕病毒（I. vomitus）在野桑蚕Bombyx mandarina中检出，暗示其对丝织业的潜在威胁。

【Iflaviruses can have a wide host range】
82%的病毒簇局限单一宿主种，但存在跨科属传播案例。如WUR14/WUR15在蔗螟Diatraea saccharalis（螟蛾科）与Opsiphanes invirae（蛱蝶科）中高度相似，揭示罕见的宿主跳跃事件。

【Genome evolution and recombination can be observed within an iflavirus species】
对I. betaspexiguae的深入分析发现5个重组断点，其中结构区（1-3750nt）呈现地理聚类（荷兰NL1/NL2株系差异达8.3%），而非结构区（4230-6835nt）高度保守。种群数据证实实验室样本中存在多株系共存现象。

该研究首次系统绘制了鳞翅目iflaviruses的基因组景观，其建立的自动化流程为病毒发现提供了新范式。发现的39个潜在新病毒种（如玉米螟病毒WUR35）和跨科宿主传播证据，为理解病毒-宿主协同进化提供了关键案例。特别值得注意的是，病毒在实验室种群中的动态重组现象，暗示iflaviruses可能通过基因组洗牌快速适应新宿主。这些发现不仅丰富了RNA病毒进化理论，也为农业害虫的生物防治（如利用I. ectobliquae控制茶尺蠖）提供了候选病毒资源。