番茄斑萎病毒(TSWV),学名为Orthotospovirus tomatomaculae,属于Tospoviridae科的Orthotospovirus属(Nilon等人,2021年)。该病毒在西方国家(包括西欧和美国)的传播日益普遍(Aramburu和Martí,2003年),并随后扩散到全球的温带、亚热带和热带地区(Mateus等人,2012年)。最近,在东亚和中东地区也发现了TSWV的踪迹(Pappu等人,2009年)。由于TSWV能够造成严重的经济损失,它被认为是全球农业产业中第二重要的植物病毒(Scholthof等人,2011年)。受TSWV影响的作物包括番茄、辣椒、生菜、马铃薯、木瓜、花生、烟草和菊花。TSWV感染的症状因宿主种类、季节和时间环境的不同而异,表现为坏死斑块、斑驳、黄化条纹、花叶图案、植株矮化、环斑以及幼苗死亡(Asano等人,2017年;Nilon等人,2021年)。TSWV仅通过蓟马进行传播,其中西方花蓟马(Franklinella occidentalis)是主要的传播媒介(A. E. Whitfield等人,2005年;I. Wijkamp等人,1993年)。值得注意的是,该病毒不仅能在植物体内复制,还能在蓟马体内复制,使这些昆虫同时成为病原体的传播媒介和移动宿主(Scholthof等人,2011年;Ullman等人,1993年;I. Wijkamp等人,1993年)。
TSWV病毒颗粒是一种膜结合的球形结构,直径在80到120纳米之间。TSWV具有由三个RNA片段组成的三部分基因组:大片段(L,8.9 kb)、中等片段(M,4.8 kb)和小片段(S,2.9 kb),这些片段共同编码五个基因(A. E. Whitfield等人,2005年)。L RNA编码RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp),这是一种促进病毒RNA合成和复制的多功能酶(de Haan等人,1991年)。M和S片段均为双义序列,包含两个开放阅读框(ORFs),可以从正链RNA及其互补链转录。M RNA编码一种参与病毒附着和进入的糖蛋白复合物(Gn-Gc),以及一种对病毒细胞间传播至关重要的非结构蛋白(NSm)(Kormelink等人,1993年)。S RNA编码两种蛋白质:一种抑制基因沉默的非结构蛋白(NSs),以及一种在病毒组装和包膜过程中起结构作用的核衣壳蛋白(N)(Bucher等人,2003年;de Haan等人,1991年)。
流行病学在预防和控制疾病方面起着关键作用。在过去十年中,随着多个相关跨学科领域的发展,系统发育动力学作为一种通过统计方法推断病毒流行病学过程的工具应运而生(Attwood等人,2022年;Su等人,2015年)。异质性和快速适应性是TSWV与其他植物病毒相比的两个显著表型特征(Tsompana等人,2005年)。作为一种三片段病毒,TSWV的基因组结构(L/M/S RNA片段)使其能够发生重配——即不同感染株之间的整个片段交换,这一过程不同于重组(重组涉及部分片段交换)。先前的研究已经证实TSWV种群中存在广泛的重配现象(Tentchev等人,2011年),这使其成为研究传播动态的理想模型。
先前的研究已经探讨了TSWV的系统发育分析、遗传变异和分子群体遗传学(Shukla等人,2025年;Tentchev等人,2011年;Tsompana等人,2005年;Zhang等人,2016年),以及其在不同植物宿主和蓟马之间的进化动态(Ruark-Seward等人,2020年)。然而,其地理进化动态仍不甚清楚。本研究评估了TSWV的进化速率、时间尺度和迁移动态,为了解这一病原体的全球流行病学提供了新的见解。