https://doi.org/10.1186/s43897-024-00112-4
点击文末阅读原文，获取PDF
近日，Molecular Horticulture在线发表了内布拉斯加大学林肯分校Thomas Wilbur Davis及其合作者发表的综述论文，题为Begomoviruses associated with okra yellow vein mosaic disease (OYVMD): Diversity, transmission mechanism, and management strategies。该综述总结了烟粉虱、秋葵黄脉花叶病毒与秋葵三方复杂的双生病毒-媒介昆虫-植物宿主间相互作用关系，为加强秋葵种质抗性与育种，解决可持续粮食生产提供启示。
背景介绍
秋葵黄脉花叶病（OYVMD）是全球秋葵生产的主要制约因素，感染的叶片出现明显的黄脉，卷曲并伴有植株整体的发育迟缓（矮化，黄化，果实变小、变硬等）。秋葵黄脉花叶病是由几种不同的双生病毒引起的，包括由烟粉虱传播的秋葵黄脉花叶病毒（OYVMV）。亚洲、非洲及南美洲的广大秋葵种植区均受到该病毒的影响。烟粉虱可传播111种植物病毒，是全球蔬菜和纤维作物中最具破坏性的害虫之一。秋葵黄脉花叶病毒作为双生病毒，经烟粉虱完成传播感染及生命周期的过程包括烟粉虱由植物韧皮部取食过程中摄入病毒颗粒、昆虫组织细胞内吞和传递、经唾液分泌再次接种到植物中。病毒衣壳蛋白、烟粉虱中肠蛋白和植物感病因子等共同影响了病毒在组织中的复制与移动。非生物胁迫和宿主特征也会影响烟粉虱的行为和病毒流行病学。
本综述旨在总结烟粉虱、秋葵黄脉花叶病毒与秋葵之间三方的相互作用，为在生产过程中阻断双生病毒传播，制定管理策略以及秋葵抗性的分子育种提供助力。
综述概要
作者总结了烟粉虱常见隐种及以烟粉虱为媒介的植物双生病毒在全球主要秋葵生产地区的地域分布（Fig.1），尤其是被认为在全球范围内最具入侵性和破坏性MEAM1与MED隐种。论述了烟粉虱的生命周期，及其通过韧皮部取食的行为特征和对植物的危害，包括取食行为本身引起的生理紊乱及传播双生病毒。此外，作者根据宿主范围、基因组序列和媒介昆虫，总结了引起秋葵黄脉花叶病的四类双生病毒，尤其它们的开放阅读框差异与基因组多样性。
Fig.1 烟粉虱的全球地域分布。
作者着重总结了双生病毒-媒介昆虫-植物宿主三方间的相互作用关系。烟粉虱以刺吸式口器直接取食植物韧皮部汁液，病毒颗粒随即进入其食道，被转运至中肠等部位，主要在中肠上皮细胞微绒毛中积累细胞。内吞作用使病毒能够穿过中肠上皮细胞，通过囊泡进入血液淋巴系统。烟粉虱内共生体菌释放的GroEL蛋白可隔离和保护病毒颗粒免受降解。病毒衣壳蛋白如V1/V2帮助病毒如唾液腺的分泌细胞。秋葵黄脉花叶病毒潜伏8小时以上即可再次传播（Fig.2及Fig.3）。宿主感染病毒后，病毒的ssDNA基因组被释放到细胞核中并被转化为dsDNA，借助宿主复制机制进行复制。病毒的运动蛋白，通常会引起胞间连丝的形态变化，促进胞间连丝介导的细胞间运动，并通过韧皮部进行长距离运输。
Fig.2 秋葵黄脉花叶病生活史周期。
Fig.3 烟粉虱中与双生病毒传播相关的特定细胞与器官。
影响双生病毒-媒介昆虫感染宿主效率的因素还包括病毒滴度、环境温度与湿度、病毒与其他病原体，尤其是卫星病毒、媒介昆虫内生菌间的相互作用，以及植物以RNA干扰为主的防御机制。蛋白-蛋白间互作在双生病毒-媒介昆虫-植物宿主三方相互作用中尤为被关注，近年来蛋白质组学的发展大力推动了相关研究。生物防控，如寄生蜂、白僵菌，以及化学防控，如杀虫剂、昆虫生长调节剂是秋葵黄脉花叶病的主要防治策略。
作者提出了以综合性策略防治秋葵黄脉花叶病。结合宿主植物抗性、媒介昆虫取食行为、种植条件优化，避免疾病媒介昆虫种群高峰期，保护媒介昆虫天敌等因素同时深入研究双生病毒-媒介昆虫-植物宿主三方相互作用的分子机制，尤其是它们在不同环境下对疾病传播效率的量化研究。此外，结合宿主植物免疫应答分子机制优化抗性品种的分子育种同样重要。
内布拉斯加大学林肯分校Thomas Wilbur Davis为本文通讯作者。
原文获取
本公众号免费发布招聘信息和宣传科研成果
已推送文献可提供PDF，如有需要，文章后留言即可
欢迎联系微信：506911145 或邮箱506911145@qq.com
