2026年6月16日,沈阳农业大学植物保护学院栾军波教授团队在美国科学院院刊《PNAS》上发表题为“A bacterial symbiont and a plant virus enhance insect fitness by inducing physical defenses against fungal parasites”的研究论文。博士研究生王天玉为第一作者,栾军波教授为论文通讯作者。沈阳农业大学植物保护学院博士研究生洪继生、韦凯恒、陈乃菲、李泠睿、钟耿军、马泽宇、杨炀,中国科学院分子植物科学卓越创新中心王成树研究员、宋双秀博士后,以及大连理工大学刘田教授、姜熙博士后参与了该项研究。
一些微生物能够帮助宿主防御天敌,它们被称之为防御性微生物。这种防御性共生关系在动植物中普遍存在,但其在田间的证据及发生机制还不清楚。烟粉虱(Bemisia tabaci)隐种MEAM1和MED是世界性入侵害虫,已对众多国家和地区的蔬菜和棉花等作物造成了严重危害和经济损失。栾军波教授团队在全国10个省13个地区连续3年的田间调查发现田间烟粉虱种群携带共生细菌Rickettsia和植物病毒-双生病毒的比例分别与感染病原真菌的比例呈负相关,然而携带Rickettsia和双生病毒比例呈正相关。室内笼罩实验证明,双生病毒和Rickettsia帮助烟粉虱抵御病原真菌。发现双生病毒与Rickettsia分别通过促进几丁质和苯丙氨酸合成,促进表皮形成,提高宿主抵御病原真菌的能力,从而提高了烟粉虱的适合度。多个物种互作在自然界中是常态。本研究揭示了宿主、有益微生物与病原微生物之间相互作用在昆虫生态与进化中的重要性,为改造和利用防御性微生物来防控农业害虫和媒介传播的病害提供了理论依据。

图1 . 双生病毒和Rickettsia通过诱导烟粉虱抗真菌的物理防御以提升宿主适合度
(Wang et al. 2026, PNAS)
论文链接: https://doi.org/10.1073/pnas.2534981123
之前栾军波课题组围绕烟粉虱及其寄生蜂与共生菌互作机制的研究在Current Biology(Li et al. 2024)、PNAS(Liu et al. 2024; Sun et al. 2025)、Cell Reports(Li et al. 2022; Yao et al. 2023; Jiang et al. 2026)、The ISME Journal (Wang et al. 2020; Ren et al. 2020, 2021)、PLOS Pathogens(Bao et al. 2021)、mBio(Sun et al. 2023)、Molecular Ecology(Sun et al. 2022)、Journal of Pest Science(Wang et al. 2022; Lv et al. 2025)等杂志上发表了多篇论文。近日发表的这篇论文是栾军波课题组在前期工作基础上取得的新进展。研究成果拓展了共生菌调控宿主生物学和生态学机制的理解,为粉虱的精准防控提供了新靶标。中国农科院植物保护研究所杨青教授和周雪平教授、福建农林大学邱君志教授、日本国立基础生物研究所Shuji Shigenobu教授和Kathrine Xin Yee Tan博士等同行为本研究的开展提供了大力支持。这项研究得到了国家自然科学基金青年科学基金项目(A类)[原国家杰出青年科学基金](32225042)与国际 (地区) 合作与交流项目(32561143034)的资助。