揭示持续性颗粒体病流行的潜在传播途径：Cnaphalocrocis medinalis颗粒病毒(CnmeGV)的生态与进化研究

本研究针对水稻害虫稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)的颗粒病毒(CnmeGV)传播机制这一关键科学问题，通过4年田间监测和138株病毒全基因组测序，首次揭示了自然环境中CnmeGV的种群遗传结构及其"从叶鞘W1到卷叶W2+"的传播路径。研究发现病毒基因组在流行初期呈现更高杂合度，并阐明降雨、寄主行为与植物结构共同维持了病毒持续流行，为开发精准生物防治策略提供了重要理论依据。

　　

中山大学生命科学学院生物防治国家重点实验室的研究团队在《Virus Evolution》发表了一项关于稻纵卷叶螟颗粒病毒(Cnaphalocrocis medinalis granulovirus, CnmeGV)传播机制的重要研究。稻纵卷叶螟作为亚洲主要水稻害虫，每年造成63%-80%的产量损失，而化学农药的过度使用又带来环境和健康风险。虽然CnmeGV作为生物农药潜力巨大，但由于自然环境中染病个体稀少且疫情偶发，人们对杆状病毒(baculovirus)生态学的认知十分有限，这严重制约了其生物防治应用。

研究人员在广东恩平大槐镇这个CnmeGV长期流行区开展了为期4年的系统研究。通过Illumina测序技术对138个田间分离株进行全基因组测序，结合判别主成分分析(DAPC)和核苷酸多样性(π)计算等群体遗传学方法，首次描绘了自然杆状病毒种群的遗传结构图谱。研究还通过qPCR定量、幼虫行为观察等实验，揭示了环境因素与病毒传播的关系。

关键技术方法包括：1) 按水稻生长季节系统采集染病幼虫样本；2) 使用REPLI-g UltraFast Mini Kit进行全基因组扩增和Illumina测序；3) 采用Ray-2.3.1软件(k-mer=65)组装病毒基因组；4) 基于129个ORF的Watterson估计值(θ)分析基因多样性；5) 通过DAPC分析年度/季节间遗传分化；6) 利用VarScan检测分离株内单核苷酸变异(SNV)。

主要研究结果：

1. 长期流行的CnmeGV种群呈现显著遗传变异
基因组比较显示，138个分离株大小介于111,014-112,648 bp，含11-12个同源重复区(hrs)。鉴定出116个核心ORF，其中lef-10和pep-2最为保守，而bro-A、bro-B等基因呈现高θ值(最高37.6×10^-3)，表明可能受到正选择压力。

2. CnmeGV遗传结构具有年度和季节分化特征
DAPC分析发现病毒群体可划分为4个遗传组(K=4)，对应不同年份的流行株系，正确归类率达75%。每个水稻生长季(早稻/晚稻)的流行波次(W1-W3)也呈现明显遗传分化。

3. 流行初期病毒基因组杂合度更高
分离株内核苷酸多样性分析发现三种模式：单基因型(π=0.001-0.013)、双基因型(π=0.011-0.129)和多基因型(π=0.033-0.225)。W1波次的混合感染比例显著高于后续波次，2019年早稻W1出现异常高值(π=0.225)。

4. 揭示"叶鞘W1→卷叶W2+"传播路径
行为实验表明W1初孵幼虫主要聚集在叶鞘(占比76.7%)，而W2+/W3幼虫偏好进入卷叶(87.3%)。qPCR证实降雨使叶鞘病毒载量提升4,576倍，老卷叶中的病毒浓度显著高于展开叶片。

这项研究首次阐明了自然杆状病毒种群维持持续流行的生态机制：土壤作为病毒储库，通过降雨将包含体(OBs)转移至叶鞘感染W1幼虫，而后续波次则通过染病幼虫排泄物污染的卷叶传播。研究发现病毒在传播过程中存在明显的遗传瓶颈效应，这解释了W2+/W3波次遗传多样性降低的现象。

该成果不仅为理解宿主-病原体协同进化提供了新视角，更提出了精准施药策略：在水稻生长季初期将CnmeGV精准施用于叶鞘区域，单次施药即可实现持续防控。这种基于生态学原理的生物防治方法，有望显著减少农药使用量，对推动农业可持续发展具有重要意义。研究建立的长期田间监测与基因组分析方法，也为其他昆虫病毒生态学研究提供了范式。