科学家们解开了稻飞虱控制未来作物病害爆发的潜力

中国科学院动物研究所的研究人员发现了一种严重的水稻病毒如何在小型褐飞虱内繁殖，这是该病毒的主要载体。水稻条纹病毒(RSV)每年对水稻作物造成重大损害。该研究可以为控制这种和其他病毒传播的未来战略提供信息，这些病毒可能对水稻，小麦，棉花和其他作物造成破坏性影响。“大多数植物病毒依靠昆虫在植物之间携带它们，许多植物病毒可以在这些载体昆虫或”载体“的细胞内繁殖，而不会实际伤害它们，”动物学教授冯翠说。“RSV是最臭名昭着的植物病毒之一，由小褐飞虱携带，一旦进入细胞内，就能与昆虫的免疫系统达到平衡。”

动物宿主中的病毒感染激活一种途径，通过该途径，一种称为c-Jun N-末端激酶(JNK)的酶被发出响应信号。但究竟病毒如何在载体中调节这种途径仍然是一个悬而未决的问题，崔说，答案将为干预植物病毒的传播提供重要线索。

为了解决这个问题，崔和她的团队探索了RSV对小褐飞虱JNK信号通路的影响。研究蛋白质之间的相互作用，并使用分析方法确定对JNK信号通路重要的化合物，他们发现病毒以各种方式激活通路 - 特别是通过称为G蛋白通路抑制因子2的飞虱蛋白的相互作用( GPS2)和一种称为衣壳蛋白的病毒蛋白。

“这两种蛋白质之间的相互作用促进了稻飞虱内部的RSV繁殖，最终导致昆虫在水稻作物中携带病毒时疾病爆发，”第一作者和博士后研究员王伟说。“我们发现RSV感染增加了另一种叫做肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的蛋白质的水平，并降低了昆虫载体中GPS2的水平。病毒衣壳，它储存了所有RSV的遗传物质，竞争性地将GPS2绑定到阻止其抑制JNK激活机制.JNK激活然后促进载体中的RSV复制，同时抑制该途径导致病毒产生显着减少，从而延迟植物中的疾病爆发。

研究结果表明，通过降低JNK表达，加强与GPS2的相互作用或减弱TNF-α的作用来抑制JNK途径可能对水稻农业有益。“这种抑制可以通过育种或其他基因改造手段来实现，”Wang总结道。“在某些情况下，可以向水稻 植物施用适当的化合物，以减少RSV的传播。”