番茄是全世界廣受歡迎的一種食物，每一個(gè)來(lái)到餐桌的番茄，都是逃脫于田間“超級(jí)害蟲”的幸存者。科學(xué)家研究了50多年，對(duì)于田間這場(chǎng)“明爭(zhēng)暗斗”有了越來(lái)越清晰的了解。6月13日，《美國(guó)科學(xué)院院刊》在線刊登了來(lái)自浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院昆蟲科學(xué)研究所王曉偉教授團(tuán)隊(duì)的最新發(fā)現(xiàn)，予以番茄致命一擊的植物雙生病毒，會(huì)借助其媒介昆蟲——煙粉虱的繁衍，讓其傳播力倍增。
番茄之死
煙粉虱是目前獲得“超級(jí)害蟲”稱號(hào)的唯一昆蟲。它們“食路”極廣，可以取食500種以上植物，棉花，番茄，煙草、木薯，包括很多花卉植物和蔬菜作物都是它的“盤中菜”。
看煙粉虱的身形是難以想象它們的殺傷力的。這種蟲子身長(zhǎng)只有1毫米，兩片纖長(zhǎng)輕薄的翅膀看起來(lái)仙氣十足?？芍灰贿@種蟲子“纏”上，番茄就兇多吉少。
這么小的“身板”怎樣“放倒”茁壯的番茄？王曉偉給記者展示了一張煙粉虱的微觀攝影圖，口器是一根針狀的吸管，能輕易刺入植物的韌皮部，吸取植物汁液。但如果直觀地認(rèn)為，植物是被“咬”死的，那就太小看這種“超級(jí)害蟲”了。
煙粉虱在用針管狀的口器取食，周圍橢圓形的是煙粉虱的卵
煙粉虱有更深的伎倆，它們暗藏殺器——小小的身體中攜帶大量病毒。當(dāng)它們?nèi)∈硶r(shí)，病毒就隨唾液進(jìn)入植物體內(nèi)，讓植物染病。這種機(jī)制類似于蚊子通過(guò)叮咬傳播登革熱病毒和瘧疾，科學(xué)家稱這類昆蟲為媒介昆蟲，它們讓病毒在不會(huì)走動(dòng)的植物間傳播、暴發(fā)成為可能。
資料顯示，目前已知的植物病毒約有1000種，其中約三分之二主要依賴媒介昆蟲進(jìn)行傳播。雙生病毒占全部植物病毒的三分之一，因病毒結(jié)構(gòu)像兩個(gè)連體的小球而得名，主要通過(guò)媒介昆蟲煙粉虱傳播。論文作者之一劉樹生教授曾有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，健康的植株遭遇蟲害時(shí)，會(huì)分泌一定的毒素抗蟲，而當(dāng)感染雙生病毒后，植物毒素分泌會(huì)受到抑制，煙粉虱就更能肆無(wú)忌憚地取食了。
煙粉虱與病毒互為“助攻”，在田間掀起一場(chǎng)場(chǎng) “滅頂之災(zāi)”。2000年起，中國(guó)多地番茄作物上雙生病毒暴發(fā)成災(zāi)，2009年，我國(guó)番茄成災(zāi)面積達(dá)約300萬(wàn)畝，占番茄總面積的約25%。山東、江蘇、北京、河南、上海、浙江的部分地塊甚至絕收。
煙粉虱：出生即殺手
長(zhǎng)期以來(lái)，通過(guò)帶毒煙粉虱取食植物，把病毒傳播到健康植株，是科學(xué)家們公認(rèn)的雙生病毒傳播途徑。過(guò)去50年間，曾有多位科學(xué)家提出，病毒是否會(huì)在煙粉虱“母嬰”間垂直傳播呢？但是，大部分研究并不支持帶毒煙粉虱可以通過(guò)卵把雙生病毒傳給自己的后代成蟲。
5年前，王曉偉課題組的博士生衛(wèi)靜動(dòng)了好奇心，她設(shè)計(jì)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，培育不同蟲齡的煙粉虱成蟲，觀察其后代的帶毒情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人吃驚：不同的階段，病毒“卵傳”情況存在很大差異。
王曉偉課題組在實(shí)驗(yàn)中
在解剖上千頭煙粉虱并反復(fù)試驗(yàn)后，課題組確認(rèn)了這一事實(shí)：“煙粉虱成蟲的生命周期是30天左右，”論文通訊作者王曉偉介紹，“到煙粉虱雌性成蟲長(zhǎng)到第10天左右時(shí)，它們產(chǎn)下的卵也‘自帶’病毒。”雖然剛孵化出的煙粉虱雌性成蟲也能產(chǎn)卵，但它們的后代幾乎不帶毒?！爸挥幸褢延写罅砍墒炻炎拥某上x才能高效垂直傳播病毒?！?/span>
也就是說(shuō)，部分煙粉虱的寶寶從出生第一天起，就是一枚帶毒的“殺手”！病毒不但“武裝”了“媽媽”，還武裝了“寶寶”，即使上一代已經(jīng)“陣亡”，等下一代發(fā)育為成蟲，仍能夠遷移到新的植物上繼續(xù)傳毒。
這是科學(xué)界第一次發(fā)現(xiàn)植物病毒是否經(jīng)卵傳播與介體昆蟲的發(fā)育階段有著密切關(guān)系，為研究其他病毒經(jīng)卵傳播的特性提供了新的視角。
近30年間，一種雙生病毒即番茄黃曲葉病毒借力煙粉虱，已入侵到世界50多個(gè)國(guó)家、對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大危害。病毒經(jīng)卵傳播這一“秘密通道”，顯著增強(qiáng)了病毒傳播和擴(kuò)散的效率，“可能是番茄黃曲葉病毒近30年來(lái)在全球快速入侵并造成嚴(yán)重危害的重要機(jī)制之一”，王曉偉說(shuō)。
科學(xué)家揭示的雙生病毒與“超級(jí)害蟲”的聯(lián)袂“好戲”，加深了我們對(duì)于田間病蟲害發(fā)生的認(rèn)識(shí)，“以往為了阻止病毒傳播，我們會(huì)在作物地周圍鏟除病毒寄主植物，但大多低效甚至無(wú)效，現(xiàn)在知道為什么了。”王曉偉說(shuō)，“因?yàn)椴《驹跊]有其寄主植物的環(huán)境中，還能在其媒介昆蟲體內(nèi)悄悄地傳宗接代，隨后在遇到適合的寄主植物時(shí)再發(fā)動(dòng)新一輪的攻擊?！边@一研究結(jié)果提示田間雙生病毒防控策略和方法可能需要做重大改進(jìn)。同時(shí)，還將促使目前全球各國(guó)改進(jìn)有關(guān)煙粉虱和雙生病毒的檢疫方法。
（文 周煒 朱原之 / 攝影 盧紹慶，實(shí)驗(yàn)圖片由課題組提供）
論文鏈接：http://www.pnas.org/content/early/2017/06/07/1701720114.abstract
