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介体昆虫高效传毒是导致病害暴发流行的关键

2021-08-19 09:15:12    来源:科技日报

据中国农业科学院(以下简称中国农科院)最新消息,该院植物保护研究所(以下简称植保所)作物病毒病害流行与控制创新团队,研究发现南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)通过病毒外壳蛋白与白背飞虱家族的膜融合相关蛋白互作而进入到中肠上皮细胞的囊泡,并融合形成一个大的囊泡,最终突破中肠细胞释放大量病毒粒子,以实现病毒高效传播。相关研究成果新在线发表于《分子植物病理学》。

团队首席、中国农科院植保所研究员王锡锋介绍,自然界中70%的植物病毒传播需要依靠介体昆虫。如蚊子可以传播登革热病毒,蚊子就是介体昆虫。介体昆虫在取食植物韧皮部汁液时,植物病毒尤其是持久型病毒会随着汁液被摄入昆虫肠道中,通过跨越上皮细胞进入血淋巴,借助昆虫的循环系统到达唾液腺。再次取食时,病毒会随着唾液进入健康植物体内。介体昆虫的高效传毒是导致病害暴发流行的关键,而突破中肠是病毒进入昆虫体内第一个、也是最为重要的屏障。

团队以南方水稻黑条矮缩病毒和介体白背飞虱为对象,电镜观察发现很多病毒存在于肠道上皮细胞的囊泡中,同时在靠血腔一侧的细胞膜附形成一个包裹大量病毒的大囊泡。通过互作筛选发现病毒的外壳蛋白P10与两种囊泡相关膜蛋白VAMP7和Vti1a互作,含有VAMP7/Vti1a的复合体主要参与细胞的物质运输。介体昆虫获毒后,病毒与VAMP7或Vti1a在细胞中随着时间的延长共定位逐渐增多,并由细胞质转移到细胞膜上。干扰VAMP7或Vti1a表达后不影响病毒进入肠道及在肠道中的积累,但显著降低了病毒在血淋巴的积累量,同时抑制了传毒率。这说明病毒通过与VAMP7和Vti1a互作、利用介体囊泡运输系统进行自身的运输和扩散。

该项研究揭示了植物呼肠孤病毒可以通过劫持囊泡克服媒介昆虫中肠逃逸障碍的关键机制,为囊泡运输在病毒传播中的作用提供了新的见解,同时为阻断病毒病的传播提供候选靶标。(记者瞿剑)

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