植物病害绿色防控团队应邀发表真菌病毒研究的综述论文

时间：2024年10月7日

来源：华中农业大学植物科学技术学院

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南湖新闻网讯（通讯员谢甲涛）近日，农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室、植物科学技术学院姜道宏教授领衔的植物病害绿色防控团队，应邀在Annual Review of Microbiology上在线发表题为“Understanding the Diversity, Evolution, Ecology, and Applications of Mycoviruses”的综述论文。该论文系统性梳理了真菌病毒相关研究最新进展，总结了真菌病毒多样性、真菌病毒进化、真菌病毒生态功能的研究现状，重点阐述了低毒相关真菌病毒在真菌病害绿色防控中的应用策略，并就真菌病毒今后重点研究方向进行了展望。

微生物病毒是广泛存在于真菌、卵菌和细菌等微生物中的病毒，寄生真菌或卵菌的病毒称之为真菌病毒或噬真菌体。真菌病毒已经在壶菌门、接合菌门、子囊菌门以及担子菌门等主要真菌类群以及卵菌中被鉴定发现，是病毒圈重要成员。部分真菌病毒对其寄主的生命活动有显著影响，尤其能抑制病原真菌的致病和生长发育等特性的真菌病毒，是重要的生物防治资源。

该论文系统梳理了人类和动物病原真菌、昆虫寄生真菌、重寄生真菌、植物病原真菌和卵菌、植物内生真菌、菌根真菌、海洋真菌和卵菌、以及环境样本（土壤、植物、动物等相关生境）中真菌病毒种类和多样性。虽然目前以真菌病毒为模式种建立了42个病毒科，83个病毒属，但依然有很大比例的新鉴定真菌病毒，未能在科或属水平上确定其分类地位。同时，论文总结了新发现真菌病毒独特的基因组结构，真菌病毒水平基因转移现象，真菌病毒与寄主共进化特性，以及真菌病毒与动植物病毒在进化关系上的独立性和关联性，为探究真菌病毒的起源进行了重新思考。此外，论文系统分析了真菌病毒的生态学功能，包括真菌病毒寄主范围、真菌病毒跨真菌种属、跨界（真菌和植物）传播现象，真菌病毒地理分布特异性，以及复合侵染中病毒间互作与寄主生物学特性相关性等，为真菌病毒应用潜力充分挖掘提供了思路。

论文重点总结讨论了低毒相关真菌病毒防治真菌病害的两种实践应用策略。以减病毒CHV1防治欧洲板栗疫病为案例，阐述了“真菌病毒靶向病原真菌”策略，但该策略受限于真菌非我识别反应，限制其在不同地区的广泛应用，论文中就应对该限制提出了潜在解决方案。以核盘菌致病力衰退相关DNA病毒（SsHADV1）防治油菜菌核病为案例，详细阐述了“真菌病毒介导植物疫苗”的实施策略。SsHADV1将核盘菌由死体营养型病原真菌转变为对油菜有益的内生真菌，诱导油菜抗病途径、植物激素信号等相关基因的显著上调表达，促进油菜生长和增强其抗病能力，提高油菜产量。基于此，提出了SsHADV1介导的植物疫苗理念。植物疫苗可以提高植物的综合抗病能力、保护作物终身健康及并在田间引发病原真菌群体致病力衰退等，实现播种和油菜病害防治一体化，轻简高效（图1）。植物疫苗策略与真菌病毒靶向病原真菌策略具有显著区别，它可以使得更多真菌病毒介导的无致病力病原真菌成为有益微生物资源，不依赖真菌病毒能否在病原真菌间快速扩散，可以广泛用于大田作物病害绿色防控。

图1 核盘菌DNA病毒SsHADV1介导植物疫苗田间防治油菜菌核病示意图

植物疫苗处理种子后，可以随着种子发芽而在植物中生长，或用无人机在油菜幼苗期或盛花期喷施植物疫苗，可促进植物生长和抗病能力，通过菌丝接触或介体厉眼蕈蚊（mushroom flies）传播SsHADV1（a、b和c）。SsHADV1也可由介体昆虫传播至未经植物疫苗处理的油菜田中（d），诱发田间核盘菌群体致病力衰退。黄线代表生长在植物内部的植物疫苗菌丝，蓝点代表SsHADV1的病毒粒子。

最后，该论文对真菌病毒后续研究方向进行了展望，主要涉及真菌病毒多样性和进化深入研究，利用病毒与真菌互作为模式探究病毒的重要基础科学问题，复合侵染中真菌病毒间互作机制，自然环境中真菌相关病毒的生态学功能，以及真菌病毒在“同一健康（One Health）”体系中的实践应用等。

我校植物科学技术学院谢甲涛教授和姜道宏教授撰写了该综述论文。我校植物科学技术学院博士生黄煌和山西农业大学植保学院贾纪春博士在该论文准备过程中提供了帮助。团队真菌病毒相关研究得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目及国家油菜产业技术体系等项目的资助。谨以本文纪念美国肯塔基大学Said A. Ghabrial教授和Wendy Havens女士。

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