课题基金 / 基金详情

浙江省农作物重要媒介昆虫携带的病毒风险评估及其共生病毒影响植物病毒传播的机制

批准号:
U20A2036
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
262.0 万元
负责人:
陈剑平
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈剑平

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
媒介昆虫传播的植物病毒病害的间歇性爆发,已成为限制浙江省农业安全生产的重要制约因素之一。当前植物病毒研究对象主要是田间危害严重的已知植物病毒,而对于媒介昆虫中具有潜在风险的植物病毒及其共生病毒在植物病毒传播中的作用鲜有报道。目前自然界中绝大多数病毒未知,宏基因组新一代测序技术(mNGS)为新病毒高通量快速鉴定提供了全新的研究方法,并在近几年重大公共卫生事件的病原鉴定中发挥了关键作用。本申请项目拟综合运用mNGS、分子生物学、病毒学等方法全面鉴定和分析浙江省重要媒介昆虫中的病毒多样性,利用反向病原学方法对媒介昆虫中新鉴定的植物病毒(或已知植物病毒的新传毒媒介)的爆发风险进行科学评估,并进一步解析媒介昆虫中的共生病毒对植物病毒传播的影响及其分子机制。项目研究结果将完善和推进目前昆虫和植物病毒的分类系统,有助于植物病毒病害爆发前及爆发初期的准确预警和正确防控,并为浙江省农业绿色防控提供科学依据。
英文摘要
Intermittent outbreaks of plant virus diseases transmitted by insect vectors have become one of the important constraints for agricultural safety in Zhejiang Province. The current research of plant virus disease is mainly focused on known important plant viruses, and there is limited report for the evaluation on the potentially risk of newly emerged plant viruses and insect specific virus on the vector competence of the transmitted plant viruses. The vast majority of viruses in nature are still unknown at present, and metagenomic of the next generation sequencing technology (mNGS) provides a high-throughput method for the rapid identification of new viruses, which has played an essential role for rapid pathogens identification in recent public health events. This project intends to combine the methods of mNGS, molecular biology and virology to comprehensively identify and analyze the viral diversity of agricultural important insect vectors in Zhejiang province. And to assess the risk of newly identified plant viruses in insect vectors scientifically using reverse microbial etiology method. Finally, the effects and molecular mechanism of insect specific virus on the vector competence of the transmitted plant viruses will further be investigated. The results of this project will improve the current taxonomy status of the insect and plant viruses, and help to control the outbreak of newly emerged plant virus diseases in early stage, which will contribute to the agricultural green prevention and control in Zhejiang province.
植物病毒病害因爆发迅速且防治困难,已成为制约浙江省农业健康发展的重要因素之一。研究表明,大多数植物病毒的爆发与媒介昆虫的传播密切相关。近年来的研究发现,除了传统的虫媒病毒外,媒介昆虫体内还存在大量共生病毒(昆虫特异性病毒)。然而,关于这些共生病毒的多样性、共生病毒与植物病毒及宿主昆虫的进化关系、以及共生病毒对宿主生物学特性和植物病毒传播的影响等方面,仍缺乏系统研究。本项目在浙江省主要粮食作物和经济作物主产区采集了337份重要传毒媒介昆虫样本,并结合公共数据库中的媒介昆虫数据,通过宏转录组和生物信息学分析方法,精准鉴定并揭示了媒介昆虫中共生病毒的多样性。在不同烟粉虱隐种中共鉴定到32种新RNA病毒;在不同来源的灰飞虱种群中共发现22种RNA病毒,其中包括17种新病毒。同时,在农田中采集的蚜虫、叶蝉等多种重要害虫样本中,鉴定出大量新共生病毒,隶属于Iflavirus、Negevirus、Alivirus、Ollusvirus和Quenyavirus等多个病毒科属。进一步研究表明,帚状病毒科和北岛病毒科的植物病毒可能起源于节肢动物在取食植物过程中发生的Nege病毒水平转移,这为植物病毒的起源提供了新的科学见解。此外,还在稻飞虱基因组中发现了多个来源于Totivirus的内生病毒序列。其中,褐飞虱基因组中的一个内生病毒元件已被宿主驯化为与发育相关的新基因,在褐飞虱的生长发育和繁殖过程中发挥重要作用。以稻飞虱-植物病毒/共生病毒为研究模式,项目进一步揭示了Toll免疫通路在灰飞虱持久传播水稻条纹病毒过程中的关键作用;同时发现,褐飞虱体内的共生布尼亚病毒在自然条件下有助于其获取水稻齿叶矮缩病毒,但对传毒能力无显著影响。本项目的研究成果深化了我们对媒介昆虫、共生病毒和植物病毒三者间互作关系的认识,并为研发基于共生病毒的新型绿色防控技术奠定了理论基础。
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