《Physiologia Plantarum》：Mycoviruses as Biocontrol Agents: Potential Applications for Managing Pests and Diseases of Oilseed Rape (Brassica napus)
油菜（Brassica napus）生产面临多种生物威胁。害虫通常比病害对油菜构成更大威胁，但两者在主要种植区域差异很大。管理策略通常严重依赖化学农药的使用，这可能对环境产生有害影响，因此开发新型生物防治是未来油菜安全的关键。真菌病毒（mycoviruses）是感染真菌的病毒，感染后改变宿主表型，并正在成为潜在的生物防治剂。在植物病原真菌中，真菌病毒诱导的弱毒力（hypovirulence）可用于降低病害严重度，而在虫生真菌（entomopathogenic fungi, EPF）中，真菌病毒诱导的高毒力（hypervirulence）可增强基于EPF的害虫防治效果。一些病原真菌的真菌病毒，如核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum），已被广泛研究，并提供了许多生物防治候选。其他病原真菌的病毒多样性仍知之甚少，因此为新的发现提供了机会。在本综述中，研究人员总结了与油菜相关的病原真菌的现有真菌病毒，重点介绍了那些具有控制各自害虫/病害潜力的物种。此外，还讨论了真菌病毒研究的最新进展以及基于真菌病毒的应用当前面临的挑战。
本文围绕真菌病毒（mycoviruses）在油菜（Brassica napus）害虫与病害管理中的生物防治潜力展开综述。以下是论文主体部分的内容总结，保留了原小标题，并依据各小节内容进行专业阐述。
**1 Introduction**
**1.1 Pests and Diseases of Oilseed Rape**
油菜（Brassica napus）是全球重要的油料作物，属于十字花科（Brassicaceae）。自20世纪以来产量稳步增长，但自1990年代起部分地区出现产量平台期，原因包括品种选择不当、高种植效率及持续的生物胁迫。欧洲2014年新烟碱类杀虫剂禁令被认为显著降低了油菜产量，而替代化学农药如拟除虫菊酯（pyrethroids）的不当使用导致抗性菌株出现并对环境造成污染。温度升高也对油菜生产产生负面影响。由于甘蓝型油菜（B. napus）基因组遗传多样性低（源于其异源四倍体起源），对病原体的天然抗性有限，因此油菜特别易受生物胁迫影响。多种病害和害虫显著降低油菜产量，其中核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）引起的菌核病（sclerotinia stem rot, SSR）、细链格孢（Leptosphaeria maculans）和L. biglobosa引起的茎溃疡病（phoma stem canker, PSC）以及根肿菌（Plasmodiophora brassicae）引起的根肿病（clubroot）是主要病害。害虫如跳甲、蚜虫等对油菜的威胁通常大于病害，但不同区域差异显著。当前综合害虫管理（integrated pest management, IPM）策略结合了监测、栽培措施、抗性品种和化学防治，但生物防治替代品如寄生蜂、有益微生物和双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）应用在田间效果不一，缺乏商业可行性。因此，需要开发可持续的替代防治方法。
**1.2 Mycoviruses**
真菌病毒（mycoviruses）或真菌病毒，感染不同生态背景下的真菌。几乎所有真菌病毒均具有RNA基因组，目前被归类为45个科，许多与近缘植物病毒共享。下一代测序（next generation sequencing, NGS）技术和筛查研究的增加导致近年来发现的新型真菌病毒数量激增。与植物和动物病毒不同，真菌病毒通常缺乏细胞外生命周期阶段，传播方式包括垂直传播（通过孢子）和水平传播（通过菌丝融合），但宿主特异性尚不明确。宿主特异性通常局限于营养体亲和菌株或近缘种，但已有跨属甚至跨界的真菌病毒感染报道。
**1.3 Mycovirus-Based Biocontrol Applications**
基于真菌病毒的有效防治依赖于病毒感染诱导真菌宿主表型变化。尽管大多数感染无症状，但许多诱导的表型可用于调控病原真菌，包括宿主生长、毒力、产孢、色素沉着、真菌毒素产生、抗菌素耐药性及胁迫耐受性等变化，这些表型常伴随显著的宿主转录组变化。基于真菌病毒的病害防治最早应用于板栗疫病（chestnut blight），其中栗疫病菌毒力相关病毒1（Cryphonectria hypovirus 1, CHV1）在栗疫病菌（Cryphonectria parasitica）中诱导弱毒力（hypovirulence），通过释放病毒感染的孢子降低了欧洲的病害发生率。由于大多数真菌病毒不能细胞外存在，病毒感染的孢子是目前最有前景的应用方式。真菌孢子含有黑色素，可保护真菌核酸免受紫外线诱导的突变，并能在恶劣条件下长期存活。与真菌病毒的非致死特性一致，病毒需要宿主机制进行复制，因此无法单独彻底消除病害。真菌病毒介导的抗真菌敏感性增加是与现有杀菌剂处理整合应用时的重要特性。虫生真菌（entomopathogenic fungi, EPF）感染昆虫并在植物内内生定殖，是一种商业化的害虫防治策略。真菌病毒也可感染并改变EPF表型，增强其生物防治潜力，包括提高毒力（hypervirulence）、生长、产孢、真菌毒素产生、胁迫耐受性以及降低抗真菌敏感性。dsRNA应用在农业中的最新进展提升了多种RNA真菌病毒作为生物防治剂（biocontrol agents, BCAs）的潜力，但部分单链DNA（single-stranded DNA, ssDNA）真菌病毒能够细胞外存在，因此DNA真菌病毒的应用更具前景。
**2 Mycoviruses Associated With the Diseases of Oilseed Rape: Plant Pathogenic Fungi**
**2.1 Sclerotinia Stem Rot**
菌核病（SSR）由子囊菌核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）引起，该病原体感染超过700种植物，是油菜的高影响病原体。其黑色菌核在恶劣条件下长期存活，萌发产生子囊孢子侵染叶片和花瓣，导致茎部病斑和腐烂，产量损失可高达80%。目前已有大量关于S. sclerotiorum病毒的研究，22个真菌病毒科中有12个科的病毒具有SSR防治潜力。其中，核盘菌弱毒力相关DNA病毒（SsHADV-1，Genomoviridae科）是最具前景的候选。SsHADV-1是首个发现的ssDNA真菌病毒，具有细胞内和细胞外传播能力，感染后抑制生长、毒力和菌核形成，并能克服营养体不亲和性。SsHADV-1感染的S. sclerotiorum菌株DT-8可内生定殖于油菜，上调植物糖转运蛋白和细胞壁降解酶基因，增强植物免疫途径。田间试验表明，用DT-8处理油菜种子可提高微生物丰度，降低SSR严重度30.1%–67.7%，增产6.9%–14.9%。此外，DT-8还能保护其他作物如小麦、水稻和普通豆类。其他有潜力的真菌病毒包括核盘菌弱毒力相关RNA病毒（SsDRV，Alphaflexiviridae科）、核盘菌内源RNA病毒3（SsEV3，Endornaviridae科）、核盘菌弱毒力病毒2-L（SsHV2-L，Hypoviridae科）、核盘菌线粒体病毒1（SsMV1，Mitoviridae科）、核盘菌负链RNA病毒1（SsNSRV-1，Mymonaviridae科）、核盘菌Narna病毒5（SsNaV5，Narnaviridae科）、核盘菌分体病毒1（SsPV1，Partitiviridae科）、核盘菌真菌呼肠孤病毒4（SsMYRV4，Reoviridae科）等。SsMYRV4不仅能诱导弱毒力，还能抑制非自我识别，促进异源病毒的传播。此外，共感染现象在S. sclerotiorum中常见，如SsHV2-L与SsEV1共感染时增强弱毒力表型。
**2.2 Phoma Stem Canker**
茎溃疡病（PSC）由细链格孢（Leptosphaeria biglobosa）和L. maculans引起，是全球油菜三大病害之一。L. maculans导致基部茎溃疡，造成主要产量损失。目前仅在L. biglobosa中发现4个病毒科的真菌病毒，在L. maculans中仅发现一个未发表的内源RNA病毒。L. biglobosa四体病毒1（LbQV-1，Quadriviridae科）感染后增加生长、毒力、产孢和色素沉着，但能保护油菜免受后续L. maculans侵染，通过上调病程相关蛋白（pathogenesis-related, PR）和几丁质酶基因诱导系统获得抗性（systemic acquired resistance, SAR）。L. biglobosa双体RNA病毒1（LbBV-1，Botybirnaviridae科）在L. biglobosa中无症状，但能降低灰葡萄孢（Botrytis cinerea）的毒力，并可在植物共感染过程中跨属传播。
**2.3 Grey Mould**
灰霉病由灰葡萄孢（Botrytis cinerea）引起，虽对油菜直接影响有限，但作为泛病原体，其病毒库具有重要价值。B. cinerea中发现的22个病毒科中有6个科具有生物防治潜力。ssDNA真菌病毒Botrytis gemydayirivirus 1（BGDaV1，Genomoviridae科）诱导弱毒力，并能以细胞外病毒颗粒感染，初步实验表明其可部分保护油菜免受后续B. cinerea感染。B. cinerea分体病毒2（BcPV2，Partitiviridae科）感染菌株QT5-19后产生缺陷性产孢和菌核，并产生抗真菌挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs），抑制B. cinerea和S. sclerotiorum的毒力株，同时促进植物生长。B. cinerea病毒感染群中常有多种病毒共感染，如BcHV1（Hypoviridae科）、BcMV1（Mitoviridae科）等均能降低毒力。
**2.4 Alternaria Black Spot**
黑斑病（Alternaria black spot, ABS）主要由芸苔链格孢（Alternaria brassicae）和A. brassiciola引起，可导致产量损失高达70%。Alternaria属中16个病毒科中有6个科具有生物防治潜力。Alternaria alternata有色病毒1（AaCV1，Chrysoviridae科）在A. alternata中抑制生长并降低真菌毒素alternariol产量，在A. tenuissima中降低产孢并增加对杀菌剂的敏感性。AaCV1常与Alternaria alternata magoulivirus 1（AaMV1，Botourmiaviridae科）共感染，AaMV1不直接改变毒力但能提高AaCV1的水平传播效率。其他病毒如AaHV1（Hypoviridae科）和AaVV1-QRH（Totiviridae科）也能抑制生长和毒力。
**2.5 Other Relevant Diseases of Oilseed Rape**
其他病害如立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）和镰刀菌（Fusarium）引起的病害，以及黄萎病（Verticillium longisporum）等，其真菌病毒研究尚不充分，但可能作为桥接病原体传播病毒。白斑病（Pseudocercosporella capsellae）和光叶斑病（Pyrenopeziza brassicae）等新兴病害中尚未发现真菌病毒，需优先筛查弱毒力菌株。
**3 Mycoviruses Associated With the Pests of Oilseed Rape: EPF**
**3.1 Beauveria Bassiana**
球孢白僵菌（Beauveria bassiana）是一种泛昆虫病原真菌，可感染超过700种昆虫，并能在植物内生定殖。B. bassiana中发现的6个病毒科中有2个科具有生物防治潜力。多聚真菌病毒（Polymycoviridae科）如BbPmV-1、BbPmV-3和BbPmV-4可诱导高毒力（hypervirulence），增加产孢、色素沉着和胁迫耐受性，并上调毒力因子如白僵菌素（beauvericin）。BbPmV-1与BbNV-1（Amalgaviridae科）共感染时增强对蜡螟（Galleria mellonella）的致死率。BbPmV4-2则通过蛋白P5调控细胞膜和泛素化途径增强毒力。而有色病毒BbCV-2（Chrysoviridae科）在昆虫感染中降低毒力，但在内生定殖时促进生长和产孢，并增强对S. sclerotiorum和B. cinerea的竞争能力。新发现的真菌病毒BbOCuV1（未分类）能增加生长、产孢和生物量，并抑制植物病原真菌。
**3.2 Metarhizium spp.**
绿僵菌属（Metarhizium）包含多种病原和内生菌，可防治油菜害虫如小菜蛾（Plutella xylostella）和蚜虫。Metarhizium中发现的4个病毒科中有2个科具有生物防治潜力。M. flavoviride分体病毒1（MfPV1，Partitiviridae科）增加产孢和毒力因子表达，并可在不同Metarhizium种间跨种传播，提高对小菜蛾和草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）的死亡率。M. anisopliae病毒RJ（MaV-RJ）增加产孢但减少内切几丁质酶分泌。而M. majus分体病毒1（MmPV1）则降低产孢和对热休克及紫外线的耐受性。多聚真菌病毒MaPmV1（Polymycoviridae科）增强生长和产孢，但不影响毒力，且降低紫外线耐受性。其他EPF如虫草属（Cordyceps）等真菌病毒研究仍处于初期。
**4 Progress and Current Challenges of Mycovirus-Based Applications**
**4.1 Mycovirus-Based Applications**
经典的真菌病毒病害防治模型依赖于弱毒力（hypovirulence）菌株释放后与毒力株竞争。然而，弱毒力相关性状如生长和产孢降低可能限制传播。近年来，另一种防治模式出现：真菌病毒可诱导宿主从病原性转变为内生性（endophytic），促进植物生长并诱导系统抗性。这种内生性菌株可直接竞争并间接通过生物刺激和生物防治减轻病害。对于EPF，高毒力感染可增强其昆虫防治效果，同时改善植物健康。因此，真菌病毒诱导的内生菌和增强的EPF可以类似有益微生物的方式在生长季节早期预防性应用，绕过弱毒力依赖型防治的障碍。
**4.2 The Obstacles of Mycovirus Transmission**
真菌病毒垂直传播效率取决于具体真菌-病毒组合，可高达100%，但水平传播常受营养体不亲和性限制。然而，研究发现某些病毒如SsMYRV4能抑制不亲和菌丝间的非自我识别，促进自身和异源病毒传播。此外，在植物体内脯氨酸水平升高或外源施用脯氨酸可提高跨营养体亲和群（vegetative compatibility groups, VCGs）的传播效率。这些发现揭示了传播机制，有助于在田间条件下操控病毒传播。
**4.3 Co-Infection Dynamics**
共感染在真菌病毒研究中日益普遍，不同病毒可能诱导互补或拮抗的表型。例如，AaMV1不改变毒力但能提高异源病毒传播，与致弱病毒AaCV1共感染可放大生物防治潜力。Duan等人（2025）在B. cinerea群体中分析共感染规律，发现病毒的存在/缺失高度依赖于其他病毒，提示在应用前需充分研究病毒间关系，以避免共感染带来的不利影响。
**4.4 Host Range Unpredictability**
真菌病毒的宿主范围尚不明确，同一病毒在不同真菌物种中可能诱导不同表型。由于多种病原真菌共享生态位并同时侵染植物，病毒在真菌-真菌界面间的跨种传播可能发生，因此了解病毒在宿主范围中各物种中的表型差异至关重要。此外，部分真菌病毒能跨界感染植物或昆虫，为病毒传播提供新途径。
**4.5 Prospects for Engineered Vectors**
许多真菌病毒与植物病毒进化关系密切，部分能系统跨界感染植物，编码类似植物病毒移动蛋白（movement proteins, MPs）的蛋白。理解这些机制有助于操纵植物或昆虫成为病毒载体。病毒载体在基因治疗和植物生物工程中广泛应用，而开发通用真菌病毒载体是真菌病毒学的目标之一。例如，SsYkV1（Yadokaviridae科）能劫持异源病毒衣壳蛋白进行自我复制，展示出类似供体的行为，为工程化载体开发提供自然模型。
**4.6 Phenotypic Instability and Field Reproducibility**
目前真菌病毒解决方案缺乏商业可行性，仅SsHADV-1感染的菌株在田间经广泛证明能降低病害严重度并增产。其他有前景的病毒菌株缺乏田间数据。真菌病毒感染及其表型可能随时间不稳定，甚至在可控条件下同一病毒感染的菌株表现不同。环境条件变化可能加剧病毒不稳定性，因此在开发真菌病毒BCA时，必须理解传播和共感染机制在田间条件下的变化。
**5 Concluding Remarks**
本综述总结了具有防治油菜害虫和病害潜力的真菌病毒，并讨论了应用中的挑战。未来应优先筛查病毒学研究尚不充分的病原体中的弱毒力菌株。对于已有丰富病毒候选的病原体，当前挑战是进行田间测试，因为表型可能不稳定。由于对真菌病毒在真菌群体中传播的理解不足，以及DNA应用在农业中的成熟，外源真菌病毒应用（如SsHADV-1）仍比RNA病毒应用更有前景。然而，病毒跨种传播研究和dsRNA应用进展为RNA病毒应用提供了新希望。揭示病毒介导表型（如营养体不亲和性和抗真菌敏感性）的机制将加速其整合到IPM中。
