蟲媒病毒引起的大流行性疾病的風(fēng)險隨著節(jié)肢動物媒介傳播速度的增加而上升。在節(jié)肢動物載體的探測和攝食過程中，媒介傳播的病毒通過探針注射與載體的唾液一起傳遞到脊椎動物/植物宿主中。

在發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一項新研究中，由中國科學(xué)院動物研究所孫玉成教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在了解載體唾液效應(yīng)子在復(fù)雜的病毒-植物-昆蟲媒介相互作用中的作用方面取得了進展。

蚜蟲是迄今為止植物病毒最重要的載體，可以傳播300多種病毒。它們在不同環(huán)境下進化出無翼和有翼的特化翅二態(tài)性。在病毒傳播方面，有翅蚜蟲由于遷移和探測頻率高，是更有能力的媒介。

盡管對宿主轉(zhuǎn)移和昆蟲媒介機械接種的行為機制有所了解，但蚜蟲衍生效應(yīng)子驅(qū)動植物病毒傳播的遺傳基礎(chǔ)在很大程度上是未知的。先前的研究表明，昆蟲載體經(jīng)常部署一些唾液蛋白來建立其在宿主內(nèi)的進食途徑，并抑制宿主免疫以支持進食。然而，載體中的唾液成分如何使病毒更具傳染性知之甚少。

通過使用兩種植物病毒及其天然載體Myzus persicae和非載體Acyrthosiphon pisum，研究人員測試了載體昆蟲的保守唾液蛋白可以促進病毒傳播的假設(shè)。揭示蚜蟲衍生效應(yīng)器在加速植物傳播后感染方面的關(guān)鍵作用是開創(chuàng)性的，因為它顯著促進了對媒介生物學(xué)兩個不同但相互關(guān)聯(lián)的方面的理解。

研究人員發(fā)現(xiàn)，蚜蟲唾液中的碳酸酐酶促進了植物組織中至少兩種蚜蟲傳播的非持久性病毒的感染過程。這種效應(yīng)是由于質(zhì)外體pH值降低導(dǎo)致囊泡運輸增加而發(fā)生的。此外，他們證明這種碳酸酐酶在有翅蚜蟲中的表達比無翼蚜蟲更高，這與有翼蚜蟲的病毒傳播率更高一致。

研究人員得出結(jié)論，蚜蟲碳酸酐酶對于塑造植物對蚜蟲和病毒的反應(yīng)結(jié)果至關(guān)重要：對蚜蟲攝食有害，但對植物病毒感染有益。這項研究提供了關(guān)于減緩植物病毒和媒介傳播的目標的重要信息。