近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病毒病害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在微生物學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《mBio》（中科院一區(qū)）上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究成果。該團(tuán)隊(duì)揭示了真菌DNA病毒FgGMTV1中DNA-C組分編碼的新蛋白p18是其實(shí)現(xiàn)無癥狀侵染的關(guān)鍵因子，這一發(fā)現(xiàn)為利用無癥狀真菌病毒進(jìn)行生物防治開辟了新途徑。

 

　　真菌病毒作為重要的生物防治因子，一直備受科學(xué)界的關(guān)注。然而，由于絕大多數(shù)真菌病毒在侵染過程中并不表現(xiàn)出明顯癥狀，對寄主真菌的表型無顯著影響，這極大地限制了它們的開發(fā)利用。因此，深入探究真菌病毒無癥狀侵染的分子機(jī)制，并尋找開發(fā)利用這些無癥狀真菌病毒的方法，成為了當(dāng)前真菌病毒研究領(lǐng)域的重要課題。

 

　　FgGMTV1是由該團(tuán)隊(duì)從小麥赤霉病菌中鑒定出的世界首個真菌多組分DNA病毒，屬于類雙生病毒科。該病毒包含三個環(huán)狀單鏈DNA分子：DNA-A、DNA-B和DNA-C。先前的研究已經(jīng)表明，含有DNA-C組分的病毒對寄主禾谷鐮孢菌的表型無影響，而不含DNA-C組分的病毒則能夠減弱寄主的致病性。這暗示了DNA-C組分在決定病毒無癥狀侵染方面起著關(guān)鍵作用。

 

　　在本次研究中，團(tuán)隊(duì)利用生物信息學(xué)分析和分子生物學(xué)技術(shù)手段，對FgGMTV1 DNA-C組分的編碼功能進(jìn)行了深入探索。他們發(fā)現(xiàn)，DNA-C組分除了編碼一個未知功能蛋白p26外，還編碼兩個小蛋白：p18（分子量為18.9 kDa）和p9（分子量為8.6 kDa）。通過構(gòu)建蛋白起始密碼子突變體并進(jìn)行表型分析，團(tuán)隊(duì)證實(shí)p18是病毒FgGMTV1實(shí)現(xiàn)無癥狀侵染的關(guān)鍵因子。當(dāng)p18發(fā)生無義突變時，病毒的侵染會導(dǎo)致寄主真菌生長速度降低、菌落形態(tài)異常、分生孢子產(chǎn)量及致病力顯著下降，而且病毒不能經(jīng)分生孢子垂直傳播。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，p18可以降低病毒的積累量，從而促進(jìn)了病毒FgGMTV1的無癥狀侵染和垂直傳播。在小麥葉片上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，p18無義突變體病毒能夠通過水平傳播方式從弱毒菌株傳播到強(qiáng)毒菌株中，并有效降低強(qiáng)毒菌株在小麥葉片上的擴(kuò)展，防效高達(dá)82%以上。

 

　　這一研究成果不僅深化了我們對類雙生病毒編碼功能蛋白的認(rèn)識，也為深入理解真菌病毒的進(jìn)化與生態(tài)適應(yīng)策略提供了新的視角。同時，該成果還為利用真菌病毒進(jìn)行真菌病害的生物防治提供了重要的參考和思路。未來，隨著對真菌病毒無癥狀侵染機(jī)制的深入研究，相信將有更多有效的生物防治方法被開發(fā)出來，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加綠色、可持續(xù)的保障。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士生張理航為論文第一作者，郭立華研究員為論文通訊作者，博士生王燕飛，王雙超副研究員及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)李鵬飛副教授也參與了相關(guān)研究工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金（32270178）和中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：doi/10.1128/mbio.03066-24