科学家首次揭示水稻病毒病害流行波动的潜在机制

近日，华南农业大学植物保护学院教授周国辉和副研究员杨新团队在国家自然科学基金项目的资助下，首次揭示了水稻条纹花叶病毒（RSMV）通过降低传毒介体叶蝉的低温耐受性削弱病毒在田间持续流行的分子机制。相关成果在线发表于mBio。

RSMV是华南农业大学植物保护学院植物病毒研究室于2015年首次发现并报道的水稻病毒病新种，是首个经叶蝉传播的细胞质弹状病毒。近年来，该病毒引起的病害在我国华南稻区快速流行扩散，为害逐年加重，但对于该病毒在田间流行扩散的机制尚不清楚。

多数虫媒植物病毒病害的发生流行动态存在年际间差异。RSMV经非迁飞性昆虫电光叶蝉以持久增殖型方式传播，理论上该病害一旦在某地定殖就会逐年加剧暴发流行，但调查却发现老病区年度间病害流行强度不存在正相关，即水稻条纹花叶病的发生同样表现出年度波动现象。

该研究发现，从宏观层面上电光叶蝉不具有远距离迁飞能力，带毒叶蝉继续在当地田间越冬，冬季低温致使带毒叶蝉死亡率升高，导致早稻发病率降低。经过早稻虫量和毒源的积累，大量带毒虫转移至晚稻秧田，导致晚稻发病较重，进一步冬季低温导致介体叶蝉虫量和带毒叶蝉群体减少。

从微观层面上，RSMV侵染介体叶蝉后，激活叶蝉体内的RNAi途径，产生大量病毒来源的小干扰RNA（vsiRNA），通过转录组和小RNA测序关联分析，发现一条病毒来源的小RNA（vsiR-t00355379）靶向下调电光叶蝉腹部内表皮基因（RdABD-5）的表达，进而导致叶蝉内表皮层减少和变薄，最终降低了叶蝉冬季低温的耐受性，避免了RSMV过度流行的危害。

该发现为虫媒植物病毒病害发生流行的波动现象提供了新见解。

相关论文信息：https://doi.org/10.1128/mbio.03211-23