研究發現利用真菌病毒保護植物健康新策略

近日，華中農業大學農業微生物資源發掘與利用全國重點實驗室、湖北洪山實驗室教授姜道宏領銜的植物病害綠色防控團隊在《自然-通訊》上在線發表研究論文。該研究發現一種新的植物與真菌病毒的生存之道，植物幫助病原真菌的敵人——真菌病毒傳播存活，以削弱病原真菌對植物的危害，最終保護植物健康。基于此，研究提出利用外源脯氨酸輔助低毒相關真菌病毒傳播進行作物真菌病害綠色防治的新策略，并在田間成功進行了實踐應用。

約80%以上的植物病害由真菌引起。真菌病毒是寄生在真菌上的一種病毒，部分真菌病毒可以導致寄主真菌毒力衰退，減輕對植物的危害。自然界中已知的真菌病毒90%以上為RNA病毒，具有很好的開發和應用潛力。然而，克服真菌RNA病毒水平傳播困難的問題，是真菌病毒實踐應用中亟待解決的科學難題。

研究分析真菌RNA病毒在不親和性菌株間進行水平傳播時的效率，發現在人工培養基PDA上RNA病毒以較低頻率水平傳播，但是在植物上的水平傳播效率明顯增強。因此，推測植物中存在某種因子可以促進真菌病毒的傳播。

植物提高真菌病毒在核盤菌營養體不親和菌株間水平傳播效率。華中農大供圖

研究發現，核盤菌侵染寄主植物時誘導植物產生的脯氨酸含量顯著增加。脯氨酸通過抑制核盤菌非我識別相關基因和G蛋白基因的表達，同時抑制核盤菌活性氧產生，顯著削弱病原真菌個體間不親和性反應，進而提高真菌病毒在不親和菌株間傳播的效率。

脯氨酸對真菌病毒傳播的促進作用具有普遍性，可提高不同核酸類型的真菌病毒在核盤菌不親和性菌株間傳播效率。在此基礎上，將一定濃度脯氨酸添加到病毒介導的低毒力核盤菌菌株Ep-1PN菌絲懸浮液中，多年多地進行田間實踐應用均表明可以顯著降低菌核病發病率，提高油菜產量（增產11%以上），提升低毒相關病毒的生防潛力。

脯氨酸提高低毒相關真菌病毒的田間生物防治效果。華中農大供圖

該研究提出了植物通過削弱病原真菌非我識別反應，促進真菌病毒水平傳播的新機制，為真菌病毒綠色防控作物病害提供新思路和新策略，也為了解真菌病毒對環境適應性和田間生態特性提供了新見解。

該校植物科學技術學院博士后海都為該論文的第一作者，教授謝甲濤為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和國家油菜產業技術體系等項目的資助。

相關論文信息： https://doi.org/10.1038/s41467-024-49110-6