植物病毒与媒介昆虫互作促进其传播的研究进展

近年来植物病毒病频发,严重制约着农作物的产量与品质。绝大多数植物病毒依赖媒介昆虫进行传播,而传播的关键是病毒如何突破昆虫的肠屏障、唾液腺屏障和卵屏障等多个生物屏障。植物病毒一方面利用其外壳蛋白或非结构蛋白突破媒介昆虫的中肠屏障和唾液腺屏障;另一方面则与昆虫体内卵黄原蛋白、共生菌以及精子表面蛋白发生特异性互作,促进病毒跨越卵障碍,最终实现病毒在昆虫体内复制。此外,植物病毒还能通过侵染寄主植物影响其防御性状,间接改变媒介昆虫生理及其行为反应,促进病毒在植物间的传播。该研究对植物病毒突破昆虫生物屏障的分子机制,以及植物病毒-植物-媒介昆虫互作对于病毒传播的影响进行了综述,并对阻断病毒传播的方法进行展望。     

蚜虫传播非持久性病毒的取食行为调控机制

蚜虫能够传播上百种植物病毒,是最重要的农业介体昆虫之一。蚜虫在刺探和取食植物过程中,唾液组分会连同附着在口针中的病毒粒子一同被分泌进入植物内,在调节植物诱导抗性、病毒侵染扩散、介体昆虫行为等过程中均有重要作用。本文围绕蚜虫传播病毒和获取病毒2个关键过程,总结分析了蚜虫独特的刺吸取食行为与传毒效率和获毒效率之间的联系;针对取食活动中关键的唾液蛋白在调控植物免疫抗性、帮助病毒侵染过程中的功能,阐述了蚜虫高效传播非持久病毒的分子基础;针对蚜虫的获毒过程,综述了病毒侵染植物间接调控蚜虫趋向和行为的作用方式。这些研究的开展将为解释蚜虫和病毒协同侵染的分子机制以及有效开展基于蚜虫取食行为调控的病虫害防控新技术提供思路。     

植物病毒经介体昆虫唾液腺水平传播至寄主韧皮部机制的研究进展及展望

很多植物病毒经介体昆虫以持久循回型的方式水平传播至寄主韧皮部致病，而唾液腺是介体昆虫持久传毒的重要器官，也是植物病毒在介体昆虫内循回需要克服的最后一道防线。持久性植物病毒要完成水平传播，必须突破昆虫唾液腺屏障的阻碍，因此病毒和介体昆虫间形成了“攻”与“守”的较量与对决。揭示持久性植物病毒克服昆虫唾液腺屏障，实现水平传播的机制，对病害控制具有重要意义。该文着眼于介体昆虫唾液腺在持久传毒过程中的重要功能，回顾了虫传植物病毒突破介体昆虫唾液腺侵入屏障和释放屏障的分子机制，探讨了昆虫唾液蛋白通过调节植物或昆虫的适应性和行为促进或抑制病毒水平传播的功能，为制定阻断介体昆虫传播植物病毒途径的防控策略提供理论依据。     

水稻矮缩病毒对黑尾叶蝉卵巢发育与产卵量的影响

虫传植物病毒须依靠媒介昆虫进行传播和扩散,而植物病毒在媒介昆虫体内的复制和转运会对昆虫产生直接或间接影响.Sinisterra等[1]报道称媒介昆虫携带病毒后寿命缩短、产卵量下降.     

南方水稻黑条矮缩病防控药剂的创制与应用

南方水稻黑条矮缩病是我国及越南等东南亚国家稻区水稻的重要病毒病。该病害潜隐性强、危害重、防控难度大,对水稻生成构成极大威胁。本文综述了南方水稻黑条矮缩病毒的基因组结构及功能、分子进化、病毒与植物寄主或媒介昆虫间的互作、测报技术、药剂创制和田间综合防控的研究进展,并对未来工作进行了展望与讨论。     

昆虫共生微生物在病虫害防治的研究进展

昆虫体内的共生微生物是一大类生物群体，包括细菌、真菌、病毒及一些小型原生生物，它们广泛分布于昆虫体内，具有参与昆虫体内合成氨基酸、维生素等小分子营养物质，分解纤维素等大分子化合物，以及降解杀虫剂和植物次生代谢物等作用。此外，也能间接调控宿主生物的免疫系统，从而阻断病原体的复制和传播。因此，在害虫防治和控制虫媒病毒传播等方面具有应用潜力。该文综述昆虫共生微生物在病虫害防治方面的最新研究进展，探讨其生物学功能、与宿主的作用机制、宿主对病原微生物的适应机制以及在病虫害防治中应用等方面的研究进展，并对未来发展趋势及在害虫防治方面的应用前景进行展望。     

植物小RNA在病毒致病过程中的作用研究进展

目前,我国正遭受多种外来有害生物的入侵,给我国的农业生产以及生态环境造成了严重影响。其中检疫性植物病毒危害大、隐蔽性强,是重要的外来生物。掌握病毒致病的相关机制是有效防控入侵病毒病害的基础。微小RNA(microRNA,miRNA)以及病毒小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)是植物体内重要的非编码小RNA,在病毒致病过程中扮演着重要角色。病毒在侵染过程中,可以利用植物抗病毒免疫反应产生的siRNA进行致病,同时可以直接或间接干扰miRNA的代谢途径,导致相关症状的产生。本文根据植物小RNA的近期研究进展,对miRNA和病毒siRNA的产生途径、生物学特性以及作用分子机制进行了综述,并对其在病毒侵染过程中的作用进行了探讨,初步从小RNA的角度阐述了植物病毒的致病机制,以期为检疫性病毒病害的防控提供理论基础。     

应用降合酶链反应检测单芽体内花椰菜花叶病毒（CaMV）

本文报道了首次应用高灵敏度的聚合酶链反应（PCR）技术检测单蚜体内的一种植物病毒。应用PCR检测媒介内的病毒有助于了解病毒－－媒介之间的复杂关系，从而有助于建立控制植物病毒病蔓延的新方法。     

植物寄生线虫体内病毒检测方法研究进展

线虫作为植物病毒重要的传播媒介之一,引起病毒病的传播和蔓延。本文综述了近年来线虫介体体内植物病毒的检测方法,有电子显微镜检测法、血清学检测法、PCR检测法等,以期为我国开展该方面工作提供参考。     

昆虫与弹状病毒互作的研究进展

近年来宏基因组学研究的普及大大丰富了人们对RNA病毒多样性的认识,但对这些新发现病毒的生物学特性却所知甚少。本文围绕RNA病毒中一类重要的负单链RNA病毒--弹状病毒与其昆虫寄主互作的研究进行综述,总结已发现的弹状病毒及其昆虫寄主类型,共有20个属144种弹状病毒可以感染14个属的昆虫;根据已有的系统进化研究对弹状病毒的寄主起源进行推测;并以感染黑腹果蝇Drosophila melanogaster的sigma病毒(Drosophila melanogaster sigma virus,DMelSV)为主要对象,就弹状病毒引起的CO2麻痹致死症状以及昆虫寄主对其的免疫反应研究进行总结,而在对黑腹果蝇的研究中发现很多非经典免疫通路中的新抗病毒基因,暗示存在新的抗病毒免疫通路;通过飞虱、叶蝉与其传播的植物弹状病毒以及长须罗蛉Lutzomyia longipalpis与其传播的脊椎动物病毒的互作研究,发现Toll、IMD信号通路、细胞自噬及小RNA干扰(small interfering RNA,siRNA)通路等可能与昆虫对弹状病毒的免疫反应相关。昆虫是弹状病毒主要的寄主和媒介,也是病毒遗传多样性的储主,因此更好地研究和了解昆虫寄主与弹状病毒的相互关系,有助于病毒致病和传播机制以及昆虫抗病毒免疫机理的深入研究。     

Plant and insect virus-like particles: emerging nanoparticles for agricultural pest management

Virus-like particles (VLPs) represent a biodegradable, biocompatible nanomaterial made from viral coat proteins that can improve the delivery of antigens, drugs, nucleic acids, and other substances, with most applications in human and veterinary medicine. Regarding agricultural viruses, many insect and plant virus coat proteins have been shown to assemble into VLPs accurately. In addition, some plant virus-based VLPs have been used in medical studies. However, to our knowledge, the potential application of plant/insect virus-based VLPs in agriculture remains largely underexplored. This review focuses on why and how to engineer coat proteins of plant/insect viruses as functionalized VLPs, and how to exploit VLPs in agricultural pest control. The first part of the review describes four different engineering strategies for loading cargo at the inner or the outer surface of VLPs depending on the type of cargo and purpose. Second, the literature on plant and insect viruses the coat proteins of which have been confirmed to self-assemble into VLPs is reviewed. These VLPs are good candidates for developing VLP-based agricultural pest control strategies. Lastly, the concepts of plant/insect virus-based VLPs for delivering insecticidal and antiviral components (e.g., double-stranded RNA, peptides, and chemicals) are discussed, which provides future prospects of VLP application in agricultural pest control. In addition, some concerns are raised about VLP production on a large scale and the short-term resistance of hosts to VLP uptake. Overall, this review is expected to stimulate interest and research exploring plant/insect virus-based VLP applications in agricultural pest management. © 2023 Society of Chemical Industry.     

我国主要农作物蚜虫生物防治的研究进展、应用与展望

蚜虫是农业生产上的重大害虫,不仅通过取食韧皮部直接为害植物,还会传播很多植物病毒病,严重影响农作物产量和品质。目前防治蚜虫仍以化学农药为主,然而生物防治作为绿色环保、可持续的防治策略在这几十年中也得到了长足发展。该文对我国近60年关于主要农作物蚜虫生物防治的研究进展进行概述,包括主要农作物蚜虫的天敌资源（主要寄生性天敌196种,主要捕食性天敌16种,主要病原微生物6种）、蚜虫主要天敌生物学和生态学研究、人工扩繁及应用技术及植物抗蚜机制和抗蚜种质资源挖掘,并对目前蚜虫生物防治中存在的问题及未来的研究方向进行展望,以期为蚜虫生物防治技术的发展和推广应用提供参考。     

Plant-virus interactions and the agro-ecological interface

As a result of human activities, an ever-increasing portion of Earth’s natural landscapes now lie adjacent to agricultural lands. This border between wild and agricultural communities represents an agro-ecological interface, which may be populated with crop plants, weeds of crop systems, and non-crop plants that vary from exotic to native in origin. Plant viruses are important components of the agro-ecological interface because of their ubiquity, dispersal by arthropod vectors, and ability to colonize both crop and wild species. Here we provide an overview of research on plant-virus dynamics across this interface and suggest three research priorities: (1) an increased effort to identify and describe plant virus diversity and distribution in its entirety across agricultural and ecological boundaries; (2) multi-scale studies of virus transmission to develop predictive power in estimating virus propagation across landscapes; and (3) quantitative evaluation of the influence of viruses on plant fitness and populations in environmental contexts beyond crop fields. We close by emphasizing that agro-ecological interfaces are dynamic, influenced by the human-mediated redistribution of plants, vectors, and viruses around the world, climate change, and the development of new crops. Consideration of virus interactions within these environmentally complex systems promises new insight into virus, plant, and vector dynamics from molecular mechanisms to ecological consequences.     

我国部分地区梅树病毒病的病原初步检测

梅是一种原产于中国、具有重要经济价值、花果兼用型的树种。在其生长繁育过程中易受病毒等病原侵染,从而可能造成严重的经济损失。目前我国梅树上病毒的发生及分布尚不清楚。为此,对无锡、武汉、上海、杭州、南京的梅园进行了调查,采集了115份样品,其中发现了疑似病毒病害,主要症状表现为花叶、卷叶、叶片皱缩、褪绿、脉间失绿等。RT-PCR检测出了苹果茎沟病毒(ASGV)、樱桃病毒A(CVA)和亚洲李属病毒2(APV 2),检出率分别为30.4%、4.3%和3.5%。此外,克隆了这三种病毒的外壳蛋白基因序列,同GenBank已登录的相应序列相似性为86%~99%(核苷酸水平)和83%~99%(氨基酸水平)。序列比较发现APV2梅分离物与日本梅分离物亲缘关系较近。     

植物挥发性次生物质对植食性昆虫的影响

植物挥发性次生物质对植食性昆虫的寄主选择、取食、交配、产卵等行为有着重要的影响作用。本文就植物挥发性次生物质对植食性昆虫影响的研究状况及其进展进行综述报道,以便为进一步深入开展这方面的研究提供借鉴。     

传毒媒介基因组中内源性病毒元件多样性及功能的研究进展

在病毒与宿主的长期相互作用中,部分病毒基因序列可以被整合到宿主基因组中,形成内源性病毒元件（endogenous viral element,EVE）。随着近年来基因组学和宏病毒组学的发展,研究人员发现除逆转录病毒外,非逆转录RNA病毒同样可以被整合到传毒媒介等真核生物基因组中,形成内源性非逆转录RNA病毒元件（non-retroviral EVE,nrEVE）,但关于其具体功能的研究较少。鉴于传毒媒介传播的动物病毒和植物病毒对人、动物及植物造成严重危害,该文聚焦近年来国内外关于传毒媒介基因组中的EVE,特别是nrEVE的研究,总结了EVE的定义及发现,蚊子、蚜虫、蓟马、飞虱和蜱虫等重要传毒媒介中EVE的多样性及功能,并对该领域的后续研究重点进行展望,以期为揭示RNA病毒与宿主的长期协同进化关系及发展新的抗虫策略提供理论基础。