Solenopsis invicta病毒6（Cripavirus porteri）的分离、鉴定及其宿主特异性研究——这种双链RNA病毒来源于红火蚁（Solenopsis invicta）

时间：2026年2月1日

来源：Journal of Invertebrate Pathology

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本研究首次系统揭示红蚁病毒6（SINV-6）的生物学特性，发现其可在卵、幼虫、成虫等所有发育阶段及雌雄繁殖蚁中存在，病毒颗粒直径34.2±2.1 nm，主要定位于腹部食道等组织，宿主范围涵盖6种蚁种及蜂类，实验室研究表明其对红蚁群体 brood 产率无显著影响。

Steven M. Valles|赵朝阳|Sanford D. Porter|James J. Becnel

美国农业部农业研究服务局（USDA-ARS）医学、农业和兽医昆虫学中心，地址：美国佛罗里达州盖恩斯维尔市23街西南1600号

摘要

Solenopsis invicta病毒6（SINV-6；Cripavirus porteri）是一种最近在红火蚁（Solenopsis invicta）中发现的双链RNA病毒。SINV-6存在于S. invicta的所有生命周期阶段，包括卵、蛹、幼虫、成年工蚁、雄性和雌性生殖蚁以及蚁后。通过对从SINV-6感染的红火蚁工蚁中纯化的病毒颗粒进行负染色电子显微镜观察，发现这些病毒颗粒呈等轴对称形态，平均直径为34.2±2.1纳米。在佛罗里达州阿拉楚阿县对S. invicta蚁巢进行的野外调查显示，该病毒全年都存在。SINV-6在蚁巢中的感染率从2月份的37.5%上升到11月份的100%。在6年期间调查的171个蚁巢中，有106个（62%）检测出SINV-6阳性。工蚁体内的SINV-6感染率与病毒载量呈正相关。SINV-6具有向腹部组织传播的倾向，超过99%的病毒集中在腹部。在腹部的主要组织中，消化道（嗉囊、中肠、后肠）含有87.6%的病毒，其中中肠和后肠占总量的58.0±28.7%。脂肪体（8.4±0.4%）和马尔皮基管（4.0±0.4%）中也检测到少量SINV-6。与未感染的对照组相比，在实验室条件下饲养的S. invicta群体中，SINV-6感染对其繁殖能力没有显著影响。SINV-6的宿主范围似乎很广，其正链基因组已在六种蚂蚁和蜜蜂（Apis mellifera）中被发现。

引言

Solenopsis invicta病毒6（SINV-6；Cripavirus porteri）最初是从阿根廷采集的红火蚁Solenopsis invicta的转录组中发现的，目的是寻找这种入侵蚂蚁的潜在天敌（Valles和Rivers，2019）。随后从阿根廷的蚂蚁样本中测序得到了该病毒的全长正义单链RNA基因组（GenBank登录号MH714707；分离株=Formosa）。该病毒也在美国的S. invicta种群中被检测到，并对其基因组进行了测序（MH714708；分离株=Hogtown）。该病毒的基因组序列特征、组织结构及系统发育关系与Dicistroviridae科中的Cripavirus属病毒一致（Valles等人，2017；Valles和Rivers，2019）。不同大陆的分离株之间的基因组序列同源性很高（97.6%）（Valles和Rivers，2019）。

红火蚁Solenopsis invicta是来自南美洲的入侵物种（Tschinkel，2006）。自20世纪30年代在阿拉巴马州莫比尔附近引入后，其分布范围已扩展至超过1.28亿公顷，北至弗吉尼亚州，南至佛罗里达州，西至加利福尼亚州（Callcott和Collins，1996）。在美国，这种蚂蚁受到动植物卫生检验局的检疫（详见交互式地图：https://www.aphis.usda.gov/aphis/maps/plant-health/ifa-quarantine-mapping），以限制其人为传播。尽管采取了这些措施，它仍在继续扩大在美国的分布范围，最近在肯塔基州（检疫区之外）也有发现（Seltzer等人，2023）。S. invicta造成的损害严重且代价高昂，影响农业、基础设施、生态稳定性和人类健康（Oi等人，2015），据估计2003年造成的损失达60亿美元（按当前经济价值计算超过80亿美元）（Pereira，2003）。虽然传统化学杀虫剂对消灭和控制S. invicta非常有效，但需要定期使用才能保持无感染状态。

在美国可持续控制S. invicta最有可能依靠天敌（Oi等人，2015）。基于这一目标，我们的实验室专注于发现和利用病毒来控制S. invicta。病毒已被成功用作昆虫的生物控制手段（Lacey等人，2001），包括S. invicta（Valles等人，2022b）。事实上，S. invicta的病毒组是所有蚂蚁物种中研究最透彻的。目前，在S. invicta中已发现15种正义单链RNA病毒、1种双链RNA病毒（Valles和Hashimoto，2009；Valles等人，2018；Valles和Rivers，2019；Valles等人，2004；Valles等人，2007）、2种负义单链RNA病毒（Xavier等人，2021）以及2种单链DNA病毒（Valles等人，2013b；Xavier等人，2021），但其中只有三种病毒（Solenopsis invicta病毒1（SINV-1；Aparavirus vallesi）、Solenopsis invicta病毒2（SINV-2；Sopolycivirus solenopsae）和Solenopsis invicta病毒3（SINV-3；Invictavirus solenopsae）得到了较为充分的表征。

除了基因组序列外，人们对SINV-6的生物学特性和宿主范围知之甚少。本研究的目的是初步描述SINV-6的特征，包括病毒的分离方法、在S. invicta群体内的感染情况、宿主范围、复制机制及其对蚁群健康的影响。

实验部分

蚂蚁与RNA提取

我们在佛罗里达州北部的多个地点从野外蚁巢中手工采集了S. invicta的成年工蚁、幼虫、蛹、性成熟个体（雄性和雌性）以及蚁后。卵则是通过将蚁后置于1.5毫升试管中过夜获得的。收集到的卵用于后续分析。通过对蚁巢中的工蚁样本进行采样，开展了SINV-6的野外感染率调查。在所有研究中，S. invicta和S. richteri均通过物种鉴定进行区分。

结果

SINV-6存在于S. invicta的所有生命周期阶段，包括卵、蛹、幼虫、成年工蚁、雄性和雌性生殖蚁以及蚁后（图1）。在野外采集后立即进行分析时，工蚁、幼虫和蛹中的SINV-6病毒载量相似（约10^4个基因组拷贝/纳米RNA）。在整个监测期间，工蚁的感染水平保持稳定，但幼虫和蛹中的病毒载量先显著下降后再次上升（约10^2个基因组拷贝/纳米RNA）。

讨论

SINV-6是一种双链RNA病毒，最初是根据其基因组序列（分离株=Formosa）在阿根廷原生范围内的S. invicta转录组中发现的（Valles和Rivers，2019）。从SINV-6感染的S. invicta中纯化的病毒颗粒呈二十面体结构，平均直径为34.2±2.1纳米。这种形态和大小与Dicistroviridae科中的病毒一致（Valles等人，2017）。该病毒在S. invicta体内的表达水平很高。

作者贡献声明

Steven M. Valles：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。赵朝阳：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、实验实施。Sanford D. Porter：撰写 – 审稿与编辑、实验实施。James J. Becnel：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、实验实施。