一株已經(jīng)長到40厘米高的番茄苗，莫名其妙地越長越矮，縮到只有10厘米高，葉子變黃，最后枯萎。浙大農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院周雪平教授說，這是因?yàn)樗呀?jīng)被“超級(jí)害蟲”B型煙粉虱給“纏”上了。“只要被這種入侵的帶了雙生病毒的煙粉虱‘咬’上一口，這棵植株就完了。”周雪平教授課題組的研究結(jié)果證明，致植物于死地的不是B型煙粉虱，而是這種雙生病毒。
    
    雙生病毒是一種植物病毒，英文名叫Geminiviruses，在電子顯微鏡下，它呈現(xiàn)出一種像“8”的孿生顆粒形態(tài)。它在植物的世界里被稱為“鬼見愁”，只要是它看上的植物，幾乎無一幸免，但它必須得有個(gè)媒介幫助它完成“謀殺”任務(wù)。近幾年，外來入侵的B型煙粉虱，成為了雙生病毒最好的“幫兇”。
    
    2007年，浙大劉樹生教授領(lǐng)銜的入侵害蟲發(fā)生規(guī)律和綜合防控研究課題組，與周雪平教授領(lǐng)銜的分子植物病毒學(xué)研究課題組組成跨學(xué)科聯(lián)合研究小組開展研究，發(fā)現(xiàn)超級(jí)害蟲 B型煙粉虱與其傳播的植物雙生病毒存在互利共生關(guān)系。經(jīng)過五年多的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致植物死亡的罪魁禍?zhǔn)撞皇荁型煙粉虱本身，而是與它存在互利共生關(guān)系的雙生病毒。周雪平說，雙生病毒中有一種被稱為“ßC1”的蛋白，它能“強(qiáng)力”抑制農(nóng)作物中的茉莉酸防御途徑，同時(shí)，病毒侵染能抑制抗蟲物質(zhì)萜類化合物的釋放，從而使作物不能發(fā)揮出其抵抗煙粉虱的“本能”。
    
    “雙生病毒喜歡‘寄生’在小小的煙粉虱身上。煙粉虱會(huì)飛，在顯微鏡里，可以明顯地看到煙粉虱長有一對翅膀和尖尖的嘴。當(dāng)煙粉虱將嘴刺入植物的一瞬間，雙生病毒就會(huì)順勢進(jìn)入植物的體內(nèi)。”周雪平說，目前，雙生病毒已經(jīng)在全球50多個(gè)國家的番茄、棉花、木薯、豆類、小麥、玉米等作物上引起毀滅性危害。“我們之前就發(fā)現(xiàn)了B型煙粉虱在帶有雙生病毒的植物取食后，其‘傳宗接代’能力就異乎尋常的強(qiáng)。這次，我們的主要任務(wù)是找到雙生病毒到底對植物做了什么，迫使植物在短時(shí)間內(nèi)就失去了抵抗煙粉虱能力？”
    
    為了研究清楚雙生病毒對植物產(chǎn)生傷害的過程，聯(lián)合研究小組選擇了一種名叫中國番茄黃曲葉病毒的雙生病毒做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。他們先制作了一張“基因表格”，上面放置了煙草植株目前所能找到的相關(guān)抗性基因，然后觀察植物感染病毒后相關(guān)基因的表達(dá)變化以及相關(guān)抗性物質(zhì)的代謝變化。“我們通過數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)植物在感受到雙生病毒的感染后，壓抑了植物茉莉酸防御信號(hào)途徑和萜類化合物合成相關(guān)基因的表達(dá)，降低了植物中茉莉酸的滴度以及萜類化合物的釋放，從而抵抗煙粉虱的能力相應(yīng)的降低。”周雪平說，“在這些復(fù)雜的相互作用中，ßC1蛋白是中國番茄黃曲葉病毒中的核心。根據(jù)我們的研究，它就是導(dǎo)致植物失去抵抗能力的‘罪魁禍?zhǔn)?rsquo;。ßC1蛋白的入侵，讓茉莉酸的含量‘直線下滑’，從而提高了植物對煙粉虱的適合性。”
    
    這是學(xué)術(shù)界首次從生理和分子水平揭示媒介昆蟲與病毒之間通過植物介導(dǎo)形成互惠關(guān)系的重要機(jī)制。“由于茉莉酸是廣泛存在于高等植物中介導(dǎo)抗蟲性的重要激素，萜類化合物是高等植物中種類最多的一類植物次生代謝物質(zhì)，因此，這些發(fā)現(xiàn)不僅深化了有關(guān)病毒、媒介昆蟲、植物三者互作關(guān)系的認(rèn)識(shí)，而且為探索利用植物抗性防治媒介昆蟲和植物病毒提供了新思路。”周雪平說。
    
    研究成果發(fā)表在國際生物領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Molecular Ecology》和《Ecology Letters》上。國家自然科學(xué)基金委在其主頁的“基金要聞”欄目也報(bào)道了該項(xiàng)研究。
    
    （潘怡蒙）