近日，我院植物病毒與病毒基因工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)孫麗英教授課題組在mBio上發(fā)表了題為“Trade-off between accumulation potential and transmission efficiency in hypovirus variants infecting phytopathogenic fungi”的研究論文。該研究首次系統(tǒng)揭示了減毒病毒在自然群體中通過基因組缺失形成不同變異體的機(jī)制，并闡明了病毒在“復(fù)制積累”與“傳播效率”之間存在重要的進(jìn)化權(quán)衡關(guān)系。

減毒病毒在宿主抗病毒防御過程中經(jīng)常出現(xiàn)缺陷型基因組RNA（defective RNAs），目前尚未發(fā)現(xiàn)具有獨(dú)立復(fù)制的缺陷型RNA，以及其對(duì)病毒傳播、進(jìn)化及宿主適應(yīng)性的意義也不甚清楚。研究團(tuán)隊(duì)從新疆梨樹腐爛病病原菌（Valsa pyri）中鑒定發(fā)現(xiàn)一株新型減毒病毒Valsa pyri hypovirus 1（VpHV1）。該病毒在自然菌株中存在三種不同基因組內(nèi)部缺失的變異體：VpHV1-α為全長(zhǎng)型，在群體中最為常見；VpHV1-β具有中等缺失；VpHV1-γ缺失程度最大，在真菌體內(nèi)積累水平最高。研究證實(shí)，與傳統(tǒng)的缺陷型RNA不同，β與γ變異體均具備完整自主復(fù)制能力，屬于真正的“缺失變異體”。

VpHV1-α在宿主體內(nèi)能夠自發(fā)、穩(wěn)定地衍生出β型與γ型變異體。這一過程揭示了病毒基因組在與宿主互作過程中具有內(nèi)在的動(dòng)態(tài)進(jìn)化潛能。同時(shí)，VpHV1-γ 變異體能夠顯著抑制宿主真菌的生長(zhǎng)速度及其在離體枝條上的致病力，帶毒菌株表現(xiàn)出典型的“低毒力”特征。然而，該變異體的水平傳播效率明顯下降：在與遺傳背景相同的菌株共培養(yǎng)時(shí)，會(huì)引發(fā)延遲性細(xì)胞程序性死亡（PCD）及營(yíng)養(yǎng)不親和基因（vic）激活，從而阻礙病毒的橫向擴(kuò)散；其垂直（通過孢子）傳播效率也大幅降低。γ變異體呈現(xiàn)出“高積累、強(qiáng)抑菌、低傳播”的獨(dú)特表型。此外，γ 感染會(huì)顯著上調(diào)宿主RNA 沉默關(guān)鍵基因AGO3與DCL2，表明其激活了宿主強(qiáng)烈的抗病毒防御反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，VpHV1-γ 變異體盡管提升自我復(fù)制積累能力，卻在傳播效率上付出了進(jìn)化代價(jià)。該研究還通過動(dòng)物細(xì)胞（sf9）表達(dá)首次驗(yàn)證了編碼單一開放閱讀框（ORF）的減毒病毒其多聚蛋白N端具有兩個(gè)自催化切割位點(diǎn)，釋放的P19和P24在與宿主互作調(diào)節(jié)病毒復(fù)制積累、傳播與毒力方面可能具有重要功能，這一發(fā)現(xiàn)為其他Betahypovirus成員研究提供重要借鑒。

圖. 減毒病毒VpHV1株系基因組結(jié)構(gòu)及分子特征

該研究不僅更新了對(duì)減毒病毒生物學(xué)特性的認(rèn)識(shí)，也為理解病毒進(jìn)化與適應(yīng)性機(jī)制提供了新視角。該研究發(fā)現(xiàn)的3種病毒變異體為深入研究真菌免疫系統(tǒng)、抗病毒防御及RNA沉默機(jī)制提供了珍貴材料。隨著對(duì)真菌-病毒互作機(jī)制的進(jìn)一步揭示，真菌病毒在作物病害綠色防控中的應(yīng)用前景將更為廣闊。

我院已畢業(yè)博士楊世安和在讀博士生戴若銀為論文共同第一作者，孫麗英教授和Ida Bagus Andika教授為通訊作者。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)羅明研究員及我校生命科學(xué)院陳紅英教授及團(tuán)隊(duì)也參與了該研究，該研究得到新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（XJ2021-8-1 和2021D01D12）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1400200）和國(guó)家自然科學(xué)基金（32300143 和 U1703113）等項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：doi/10.1128/mbio.02922-25

編輯：劉小鳳

審核：趙   磊