蚜虫口针病毒绑定位点竞争机制揭示多病毒共存与传播动态

本研究通过竞争实验系统探讨了蚜虫传播的非循环病毒（NCV）在口针绑定位点上的共享性：花椰菜花叶病毒（CaMV）与芜菁花叶病毒（TuMV）互不竞争，而西葫芦黄化花叶病毒（ZYMV）干扰黄瓜花叶病毒（CMV）的传输，凸显绑定策略差异；结合电穿透图（EPG）技术，首次证实病毒可在单细胞内共获取与共接种，为多病毒感染生态学提供新视角。

　　

1 引言

植物病毒依赖昆虫媒介传播，其中蚜虫是主要载体，传播约70%的虫媒病毒。非循环病毒（NCV）通过附着于蚜虫口针表面短暂传播，与循环病毒（CV）的体内循环机制不同。NCV的绑定依赖于蛋白质相互作用，如花椰菜花叶病毒（CaMV）需辅助蛋白P2结合口针特有结构acrostyle上的Stylin-01受体，而黄瓜花叶病毒（CMV）仅需衣壳蛋白（CP），芜菁花叶病毒（TuMV）和西葫芦黄化花叶病毒（ZYMV）则依赖辅助蛋白HC-Pro。然而，不同NCV是否竞争相同绑定位点尚不明确。混合病毒感染在自然界普遍存在，但病毒-载体互作研究多聚焦单一病毒，多病毒竞争机制亟待探索。本研究提出假说：NCV可能竞争口针绑定位点，通过生物实验结合EPG技术，揭示病毒共存与传播动态。

2 材料与方法

实验设计采用两条路径系统：CaMV（辅助策略）与TuMV（辅助策略）以甘蓝蚜（Brevicoryne brassicae）为媒介；CMV（衣壳策略）与ZYMV（辅助策略）以棉蚜（Aphis gossypii）为媒介。实验分两类：I型（从双感染源植物获取病毒后接种）和II型（顺序获取单感染源病毒后接种）。受体植物包括芜菁（Brassica rapa）、甜瓜（Cucumis melo）和辣椒（Capsicum annuum），辣椒作为非ZYMV宿主可排除植株内竞争干扰。病毒检测采用酶联免疫吸附试验（ELISA）、症状观察及实时定量PCR（RT-qPCR）。关键创新是电穿透图（EPG）技术，实时监测蚜虫口针穿刺（pd）行为，标准化单细胞获取与接种过程。CaMV的P2蛋白通过杆状病毒-昆虫细胞系统表达，用于人工膜竞争实验。统计使用卡方检验（Chi-square test）和Fisher精确检验（Fisher's exact test）。

3 结果

3.1 CaMV与TuMV无竞争

I型实验中，蚜虫从CaMV/TuMV双感染芜菁获取病毒后，CaMV和TuMV的传播率分别为15%和11%，与单感染源（CaMV 13%，TuMV 14%）无显著差异（p>0.05）。II型顺序获取实验显示，即使蚜虫先暴露于CaMV源植物8小时再获取TuMV，TuMV传播率（6%）未降低；EPG辅助实验证实，预先获取P2蛋白不影响TuMV传播