作为一类专性寄生虫，植物病毒病原体对全球作物生产构成了相当大的威胁。有效的植物间传播对于病毒的持续存在和田间疾病的爆发至关重要。为了实现有效的植物间传播，大多数植物病毒依赖于节肢动物媒介，主要是半翅目昆虫，如粉虱、蚜虫和叶蝉。昆虫媒介从受感染的植物中摄取病毒，然后通过进食将病毒传播给未受感染的植株。在病毒获取和传播周期中，昆虫载体、病毒和宿主植物之间发生了密切的相互作用。这三种生物之间的相容性决定了昆虫媒介传播病毒的效率以及接种后植物内病毒感染的效率。例如，在喂食介导的病毒接种过程中，昆虫载体对宿主植物的偏好和植物对病毒的抗性分别决定了载体接种病毒和病毒在植物中繁殖的机会。媒介、病毒和植物之间复杂的相互作用动态在决定病毒传播以及农业生态系统内病毒性疾病流行的发生方面发挥着关键作用。
昆虫在寄主植物上的定植和取食会引起植物生理和生物化学的一系列变化。在这些变化中，植物激素生物合成和信号通路是最重要的，因为它们直接控制着与防御病原体和害虫相关的大量下游基因的表达。茉莉酸（JA）信号通路的激活是植物对咀嚼口器的昆虫食草动物反应的标志。相比之下，具有刺吸式口器的半翅目昆虫，如粉虱和蚜虫，通常会诱导水杨酸（SA）的积累和SA调控基因的表达。值得注意的是，SA信号通路在病毒与植物的相互作用中也很重要，因为SA调节植物的抗病毒防御。因此，伴随着载体递送病毒以引发植物内感染，半翅目昆虫侵染激活了SA信号通路，这不可避免地影响了这些病毒的成功。虽然载体介导的传播在许多植物病毒的生命周期中是不可或缺的，但这组重要的病原体是否以及如何适应与昆虫侵染相关的防御仍然是个谜。
昆虫-载体-病毒-宿主-植物相互作用中SA信号通路诱导和抑制动力学（图源自Nature Communications ）
病毒蛋白通常是多功能的，能够调节植物的一系列生物过程，如形态发生、繁殖和免疫。作为植物防御的主要调节因子，激素途径通常被病毒蛋白靶向，以抑制植物免疫力。例如，在双生病毒及其β卫星体感染期间，β卫星体编码的βC1通过下调JA生物合成和信号转导来促进其粉虱载体的成功。令人惊讶的是，尽管载体介导的传播对许多植物病毒的生命周期是不可或缺的，但这些病毒是否以及如何与载体侵染诱导的植物防御相互作用仍未得到探索。对于昆虫载体诱导SA在植物中积累的植物病毒，阐明在这些三方相互作用中管理SA信号通路的策略将为促进病毒持续存在的分子机制提供关键见解。
研究证明了病毒载体烟粉虱（粉虱）诱导SA积累，从而阻止双生病毒感染宿主植物。然而，当双生病毒及其相关的β卫星共同感染宿主时，β卫星编码的βC1抑制了粉虱诱导的SA引发的抗病毒抗性。研究表明，这种策略在两种双生病毒-β卫星复合物-宿主-植物相互作用中是有效的。此外，不与卫星结合的蚜虫传播病毒也会招募病毒编码的蛋白质来部署这种病毒的“生存”策略。从机制上讲，病毒蛋白通过与热休克蛋白90s（NbHSP90s）相互作用，减缓了SA诱导的烟草NPR3（SA受体和SA调节反应的负调节因子）的降解。研究发现揭示了昆虫-载体-病毒-植物相互作用的一个重要方面，该相互作用促进了载体携带的植物病毒的感染。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53894-y
—END—
内容为【iNature】公众号原创，
转载请写明来源于【iNature】
微信加群
iNature汇集了4万名生命科学的研究人员及医生。我们组建了80个综合群（16个PI群及64个博士群），同时更具专业专门组建了相关专业群（植物，免疫，细胞，微生物，基因编辑，神经，化学，物理，心血管，肿瘤等群）。温馨提示：进群请备注一下（格式如学校+专业+姓名，如果是PI/教授，请注明是PI/教授，否则就直接默认为在读博士，谢谢）。可以先加小编微信号（love_iNature），或者是长按二维码，添加小编，之后再进相关的群，非诚勿扰。
投稿、合作、转载授权事宜
请联系微信ID：13701829856 或邮箱：iNature2020@163.com
觉得本文好看，请点这里！
