📖划重点
法国农科院、蒙彼利埃大学、美国亚利桑那州立大学等联合团队于2024年3月在《Virus Evolution》杂志上发表了题为“Virome release of an invasive exotic plant species in southern France”的文章。文中提出了病毒组释放假说（VRH），假设入侵植物在其入侵地会失去与原生环境相关的水平传播病毒，而垂直传播的植物相关病毒会随其传播。以入侵植物白羊草（Bothriochloa barbinodis）为研究对象，比较了其在美国本土和法国入侵地的植物相关病毒（PAV）丰度、组成、流行率、共感染、宿主范围和传播方式。结果显示，入侵性植物白羊草在法国的病毒感染率和丰度与原生种群没有显著差异，但法国生态系统中的植物-病毒相互作用更加多样和复杂，特别是真菌病毒。法国入侵种群的白羊草仅发现一种潜在的垂直传播植物病毒和一种潜在的水平传播植物病毒，表明其入侵法国后可能经历了病毒组释放阶段，已经过渡到与当地病毒相互作用的阶段。
关键词：植物病毒，外来入侵植物物种，病毒释放，白羊草，真菌病毒
🔬研究背景
入侵植物对全球生物多样性和生态系统稳定构成严重威胁。传统的敌害释放假说（ERH）解释了入侵植物的成功，预测其在引入地会失去天敌并获得竞争优势。然而ERH可能只是暂时的优势，随着入侵植物在引入地建立种群，本地天敌会逐渐出现。本文提出的VRH作为ERH 的病毒中心变体，预测入侵植物在引入地会失去水平传播的植物相关病毒，而垂直传播的植物相关病毒会随其传入。
🧪采样方法
样品采集： 2018年7月在法国南部和2021年10月在美国亚利桑那州的索诺兰沙漠采集了白羊草和本地草种的植物样本，共 521 个样本。
样品前处理：样本在野外立即冷藏，并在-80°C下保存，部分样本在美国干燥后运至法国。
使用Illumina高通量测序。使用DIAMOND 搜索BLASTx算法对序列进行分类，并结合NCBI数据库进行植物相关病毒物种鉴定。使用 GLMM 比较不同组间 PAV 流行率和共感染率。使用 iNEXT 包估计 PAV 丰富度并进行稀有化分析。使用网络分析揭示植物-病毒相互作用的复杂性。最后进行系统发育分析。
1. 病毒组丰富度：法国的白羊草和本地草种的病毒组丰富度高于美国，表明法国生态系统中的病毒压力更大。
2. 病毒组组成：从法国白羊草种群中鉴定出 8 个真菌病毒mycoviruses，包括Partitiviridae、Mitoviridae、Endornaviridae 和 Genomoviridae 科，其中6种与其他本地草种共享，1种与美国本地草共享。法国的病毒组中的真菌病毒丰富度显著高于美国，而植物病毒phytoviruses的丰富度则没有显著差异。
3. 病毒传播模式：在法国，水平传播的病毒种类是垂直传播病毒的两倍，这可能与法国生态系统中更复杂的植物-病毒互作网络有关。
本研究揭示了番茄及其周围杂草中存在的巨大病毒多样性，表明即使在相对研究的农业生态系统中，仍然存在大量未知病毒，且主要存在于未被充分研究的非作物植物中。杂草可能作为病毒宿主，与作物之间存在病毒交换，这会影响杂草管理决策。本研究为未来研究病毒疾病动态和其对番茄健康的影响奠定了基础，并有助于预测植物病毒疾病的可能爆发。
1. 采用高通量测序和宏病毒组学方法，对番茄及其周围杂草的病毒多样性进行了全面分析，克服了传统病毒检测方法的局限性。
2. 不仅关注植物病毒，还关注其他生物的病毒，如细菌噬菌体和真菌病毒，为全面了解农业生态系统中的病毒多样性提供了新的视角。
3. 不仅关注病毒本身，还关注病毒与其宿主之间的相互作用，这对于理解病毒的生态学和进化具有重要意义。
4. 发现了多种新病毒，丰富了病毒多样性，并为未来病毒学研究提供了新的资源。
