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柑橘木虱内共生小RNA样病毒(DcPLV)的功能特性及其对黄龙病传播的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月18日 来源:Virus Research 2.7
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研究人员针对亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)内共生病毒DcPLV的流行病学特征及其与黄龙病病原体(Candidatus Liberibacter asiaticus, CLas)的互作机制展开研究。通过中国17个地区的田间调查和实验室实验,发现DcPLV感染率达35.18%,能通过垂直和水平传播,并显著增强CLas在木虱体内的积累。该研究为利用昆虫病毒调控黄龙病传播提供了新思路,发表于《Virus Research》。
柑橘产业正面临黄龙病(Huanglongbing, HLB)的毁灭性威胁,这种由韧皮部限制性细菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)引起的疾病,通过亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)以持久增殖方式传播。尽管现有防控手段如杀虫剂和病树移除能暂时缓解疫情,但存在环境风险和抗药性问题。近年来,科学家将目光投向木虱体内共生病毒——这些可能调控宿主生理或病原传播的"隐形乘客"。其中,Diaphorina citri picorna-like virus(DcPLV)虽在多地检出,但其生态功能仍是未解之谜。
福建农林大学林业生物安全国家重点实验室的研究团队在《Virus Research》发表重要成果,通过跨年度大样本研究揭示了DcPLV的传播规律及其对CLas传播的促进作用。研究人员采用多学科技术手段:基于中国17个柑橘产区307头木虱的流行病学调查,建立标准曲线为3.4068x+35.422(R2=0.9996)的RT-qPCR检测体系;通过设计靶向DcPLV-VP的特异性引物进行PCR筛查;利用RdRp多克隆抗体开展Western blot验证;设置四组交配实验(感染雌×未感染雄、感染雄×未感染雌、双感染、双未感染)解析垂直传播途径;采用"叶笼法"进行CLas获取实验,时间点设定为接种后4/8/12天。
研究结果呈现六大发现:
流行病学特征:DcPLV在中国所有调查区域普遍存在,平均感染率35.18%,福建漳州最高达62.5%。古田县季节性监测显示,DcPLV感染率在5月达峰值57%,与CLas流行呈正相关(R2=0.104)。
传播机制:垂直传播效率呈现母系优势,双亲感染组子代感染率58.33%,显著高于父系单独传播的16.67%。水平传播实验证实,木虱可通过取食将病毒分泌至柑橘叶片,但病毒无法在植物体内复制。
生物学影响:DcPLV对木虱生殖力(感染组54.3±3.1粒卵 vs 对照组51.9±2.6粒)、发育周期(约18天)和成虫寿命(75-77天)均无显著影响,表现为中性共生关系。
组织分布:病毒主要富集于中肠和唾液腺,雌虫病毒载量显著高于雄虫(P<0.05),暗示性别特异性调控。
发育动态:病毒量随发育阶段递增,若虫期持续积累,羽化7天后达到稳定期。
病原互作:DcPLV感染使木虱获取CLas的效率显著提升,接种8天后CLas-OMP蛋白积累量增加约2倍(P<0.05)。
这项研究首次系统阐释了DcPLV作为木虱内共生病毒的三重生态角色:通过高频率垂直传播(58.33%)维持种群持久感染;借助中肠-唾液腺定位形成水平传播通道;更重要的是,其与CLas的协同作用可能加剧黄龙病流行。尽管DcPLV本身不改变媒介昆虫适合度,但犹如"特洛伊木马"般增强病原体获取能力的现象,为理解复杂的三级互作系统(植物-昆虫-微生物)提供了新范式。研究人员指出,未来需解析DcPLV调控CLas积累的分子机制,包括潜在的中肠屏障破坏或免疫抑制效应。该发现不仅为开发基于昆虫病毒的阻断策略奠定基础,也警示共生病毒可能成为病害暴发的"隐形推手",在生物防治实践中需审慎评估其生态风险。