中國科學院動物研究所研究員張曉明團隊和分子植物卓越中心外籍研究組組長Ian T. Baldwin團隊合作，揭示了水稻蟲媒病毒通過調控水稻揮發物釋放來保護媒介昆蟲，并為綠色農業防控技術提供了全新解決方案。相關研究發表于《科學進展》。
水稻作為我國主要口糧，其病蟲害防治是保障產量的關鍵。灰飛虱、白背飛虱等媒介昆蟲不僅直接取食水稻，更會傳播條紋病毒、南方水稻黑條矮縮病毒等，導致水稻減產甚至絕收。傳統化學防治雖能暫時控蟲，卻易造成環境污染和害蟲抗藥性，由此，如何實現生態友好型防控成為行業難題。
研究團隊發現，健康水稻在遭受媒介昆蟲侵害時，會釋放一種關鍵揮發物——水楊酸甲酯，既能驅避灰飛虱等害蟲，又能精準吸引寄生蜂等天敵寄生灰飛虱等害蟲蟲卵，通過自然捕食這一間接防御實現害蟲種群調控。
然而，狡猾的蟲媒病毒早已進化出應對策略：病毒通過編碼NS2蛋白，與水稻體內關鍵轉錄因子OsMYC2結合，阻止其進入細胞核激活水楊酸甲酯合成關鍵基因OsBSMT1的表達。這一“操縱”直接導致水楊酸甲酯合成減少，寄生蜂無法被吸引，媒介昆蟲得以逃脫天敵捕食，進而更廣泛地傳播病毒。
針對這一“漏洞”，研究團隊在江蘇句容開展了為期兩年、面積150畝的大田試驗，發現外源施加水楊酸甲酯能完美修復水稻的防御系統。這種方式無需依賴化學農藥，僅通過補充植物天然揮發物，就能調動自然天敵的控害作用，真正實現“以蟲治蟲”的綠色防控。更值得關注的是，這一現象在多種水稻病毒與媒介昆蟲組合中均存在。
該研究闡明了水楊酸甲酯介導的“植物-病毒-媒介昆蟲-天敵”四元互作機制，不僅為解析作物病蟲害生態調控網絡提供了理論支撐，更研發出可直接應用于田間的低成本、環境友好型病蟲害防控技術。相較于傳統化學防治，水楊酸甲酯制劑使用方便、無殘留，契合現代農業“減藥增效”的發展方向，為保障糧食安全和生態安全開辟了新路徑。
蟲媒病毒操控水稻揮發物保護媒介昆蟲免受天敵傷害
相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aeb5215