近日，青岛农业大学植物医学学院褚栋研究团队在昆虫学领域著名期刊《Journal of Pest Science》（JCR一区，IF= 4.3）上发表题为“Dual effects of tomato chlorosis virus on its whitefly vector and its host plant to facilitate viral spread”的研究论文。该研究基于细致严谨的昆虫行为学、分子生物学及化学生态学数据分析了烟粉虱在与番茄褪绿病毒ToCV的互作中所产生的行为学与分子转录变化差异，并进一步揭示了ToCV病毒在国内广泛扩散危害的传播机制。作者在文中提出植物病毒控制昆虫的一种“双驱动”概念，即分别控制植物自身与传播寄主两个方面来达成自身获得更顺利的传播的目的。该论文研究成果促进了ToCV病毒流行扩散机理研究更加深入的理解，并将有助于制定科学的病毒与害虫管理策略。

　　烟粉虱MED隐种是一种全球分布的重大入侵害虫，给我国农业安全生产造成巨大的威胁。ToCV在中国大陆传播由来已久，在为害农业产区造成了严重的农业损失。尽管前人对该病毒与烟粉虱共存模式进行了广泛的研究，但对于更为具体的病毒扩散传播机制还未有系统的研究报道。现阶段已有的研究多集中在烟粉虱所传播的持久性病毒，而对于ToCV这种非持久性植物病毒的研究较少，需要更加丰富立体的试验数据来阐明ToCV与烟粉虱的互作机制。

　　本研究首先证明烟粉虱MED的取食选择行为可以被病毒感染状态所扰动，即携带ToCV个体显著趋向健康番茄（“Y”型嗅觉仪数据结果），而未携带病毒的烟粉虱在健康番茄与病毒侵染番茄之间的选择结果并无差异，结果也暗示这种行为改变可能与嗅觉相关（参见原文）。进一步的，作者利用分子生态学方法检测了烟粉虱体内嗅觉相关基因的转录差异成功筛选到可能起关键作用的OBP-17与CSP-1基因；另一方面，作者利用化学生态学手段解析了番茄感染植物病毒前后的气质挥发物的成分差别，筛选出多种潜在化学物质，推测其中几种可能与烟粉虱嗅觉行为改变相关，其中最为重要的两中化合物是在病毒侵染番茄中显著下降的物质对乙基苯乙酮（p-ethylacetophenone）和显著上升的物质2，6二叔丁基对甲基苯酚（butylated hydroxytoluene）。利用荧光竞争试验最终筛选出对乙基苯乙酮是与两种蛋白（OBP-17与CSP-1）结合能力最强的物质。更进一步的试验表明对乙基苯乙酮可以诱导烟粉虱的行为和嗅觉基因转录，而且基因干扰试验表明两种关键基因的沉默可以显著降低烟粉虱对番茄的趋向。总之ToCV调控增强了烟粉虱中与对乙基苯乙酮强烈结合的基因表达，却又同时削弱了番茄中该化合物的释放，促使携带病毒的烟粉虱更加偏好健康的番茄，形成一种“双驱动”效应。因此，病毒得以传播和流行。

　　图  文章主体研究示意

　　青岛农业大学王吉成为论文的第一作者，青岛农大硕士生刘英、张宇欣、秦鹏浩参与了该研究，褚栋教授为论文的通讯作者。该研究获得以下项目资金支持：National Key R&D Program of China (No. 2022YFD1401200), the Taishan Scholar Foundation of Shandong Province (tstp202220221135), the National Nature Science Foundation of China (31872030; 32372534).