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《我国科学家揭示番茄潜叶蛾的入侵扩散模式与气候生态位动态规律》

  • 来源专题：农业生物安全
  • 编译者： 李周晶
  • 发布时间：2025-10-21

  • 10月9日，植保所在国际期刊《Journal of Pest Science》发表研究，首次系统揭示了全球重大入侵害虫——番茄潜叶蛾在我国的入侵扩散模式与气候生态位动态，为精准防控提供了关键科学依据。

    番茄潜叶蛾自2017年传入我国后，已迅速扩散至20余个省份，严重威胁番茄产业。基于长达六年的全国监测数据，研究重建了其入侵路径，发现其呈现出源自新疆和云南的“双源入侵”模式。其中，云南种群进一步分化为向东部沿海扩散的“南方路线”和向东北地区扩散的“北方路线”。研究测算出其中位扩散速率高达1,098.79米/天，并证实其扩散存在显著的远距离传播事件，可能与人类商业活动密切相关。

    研究还发现，与原产地相比，番茄潜叶蛾在入侵我国后，其气候生态位发生了显著扩张，表现出对更广泛温度与降水条件的适应能力，这解释了它为何能成功向北方相对寒冷干旱的地区扩散。

    此项研究证实了人为远距离传播和生态位扩展是其快速蔓延的关键，成果对我国制定针对性监测与分区治理策略具有重要意义。

  • 原文来源：https://ipp.caas.cn/kyjz/94c597b205f24b2096ec19fc687bb7e4.htm
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相关报告

  • 《中国科学家揭示虫媒病毒病暴发流行新机制》
    • 来源专题：农业生物安全
    • 编译者：李周晶
    • 发布时间：2025-04-14
    • 2025年3月3日，张友军团队揭示虫媒病毒通过双向调控媒介昆虫和寄主植物进而促进病毒病暴发流行的新机制。相关结果“A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission”发表在国际权威期刊Science子刊Science Advances（IF 11.7）。 番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）是一种由烟粉虱专化性传播的毁灭性病毒，其在我国的暴发式流行与烟粉虱种群扩张呈现显著时空耦合。田间行为生态学研究发现，Q烟粉虱群体存在独特的阶段性寄主偏好：未携带病毒的个体优先选择感染番茄以获取病毒，而带毒个体则丧失寄主选择性。值得关注的是，这种"获毒偏好-传毒泛化"的行为转换模式显著提高了病毒传播效率，但其分子调控机制仍亟待阐明。       张友军团队首先利用生态学方法和GC-MS测定，在TYLCV侵染番茄中发现了一种能明显吸引Q烟粉虱的挥发性化合物月桂烯，TYLCV侵染番茄后会诱导月桂烯合成基因TPS3和TPS7的过量表达，导致带毒番茄释放更多月桂烯，进而吸引Q烟粉虱定位取食，而敲除番茄TPS3和TPS7基因则会使得Q烟粉虱无法识别TYLCV侵染的番茄和健康番茄。       通过基因功能鉴定实验，发现Q烟粉虱气味受体OR6能特异结合月桂烯，进而帮助不带毒Q烟粉虱定位TYLCV侵染的番茄。而当TYLCV进入Q烟粉虱体内后又会抑制烟粉虱OR6基因的表达，使得Q烟粉虱失去对TYLCV侵染番茄的趋性，继而迅速完成病毒的获取和传播过程。       进一步通过同源序列分析、分子动力学模拟及细胞实验，发现Q烟粉虱OR6蛋白的 204位点是其能够结合月桂烯的关键位点，其它烟粉虱种群（例如B烟粉虱）这一位点的不同导致其无法结合月桂烯，也就不会偏向TYLCV侵染的番茄。同时，针对关键挥发物月桂烯进行了田间应用试验，发现添加月桂烯的引诱装置对烟粉虱的引诱效率同比增长了50%以上。       该研究揭示了植物病毒通过双向操纵寄主植物和媒介昆虫以促进其传播的生态和分子机制，研究发现了一种对烟粉虱具有显著诱集活性的化合物。本研究为阐明媒介昆虫-病毒互作机制提供了新的理论依据，同时为开发基于行为调控的烟粉虱绿色防控技术奠定了重要基础。
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  • 《科学家有望利用先进的技术揭示HIV的动态结构！》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-07-29
    • 病毒非常可怕，其就像看不见的军队一样入侵宿主细胞，而且每种病毒都有着自己的攻击策略，当病毒开始摧毁人类和动物群落时，科学家们就会想到各种方法来反击，很多科学家们会利用电镜来观察病毒中的单个分子是如何活动的，然而最为复杂的技术需要将样本冷冻和固定从而获得最高的分辨率。 近日，一项刊登在国际杂志Biophysical Journal上题为“Dynamics of the HIV Gag Lattice Detected by Localization Correlation Analysis and Time-Lapse iPALM”的研究报告中，来自犹他大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新方法，其能在室温下对病毒样颗粒进行实时高分辨率成像，研究者表示，这种方法揭示了，形成HIV主要结构组分的晶格（lattice）处于动态变化中，由Gag和GagPol蛋白形成的扩散晶格（长期以来一直被认为是完全处于静态的）或能帮助研究人员开发新型HIV疗法。 当HIV颗粒从受感染的细胞中萌芽时，在病毒具有感染性之前其会经历一段滞后过程，以一半分子形式嵌入到GagPol蛋白中的酶类—蛋白酶就会在二聚化的过程中与其它分子相结合，从而就会触发病毒的成熟过程，目前并没有人清除这些一半蛋白酶分子是如何找到彼此并进行而聚化过程的，但其或许与位于病毒包膜内的Gag和GagPol蛋白形成的晶格的重新排列有关，Gag是一种主要的结构蛋白，其足以组装病毒样颗粒，Gag分子能形成一种晶格六边形结构，并与自身交织在一起，且其中间会夹杂着微小的间隙，而研究者所开发的新方法表明，Gag蛋白晶格或许并非一成不变。 研究者ipsita Saha表示，这种新方法能通过利用传统上只提供静态信息的显微镜进行研究，但除了新的现为境外，研究者还是用了数学模型和生化实验来证实晶格的动态学变化过程，除了病毒外，这种新方法的一个主要应用就是能让我们看到分子在细胞中是如何移动的，这样就能帮助研究者研究任何生物医学结构。起初，科学家们并不是在寻找动态结构，他们只是想研究Gag蛋白的晶格，而研究人员试图利用新型的显微镜技术来在室温下研究病毒颗粒，从而实时观察病毒的行为，由于HIV的尺寸非常小，大约仅有120纳米直径，因此研究人员利用了干涉光激活定位显微镜（iPALM）进行了相关研究。 首先，研究者Saha利用名为Dendra2的荧光蛋白来标记Gag，并将所得到的Gag-Dendra2蛋白制作成病毒样颗粒，这些病毒样的颗粒与HIV颗粒相同，但其仅由Gag-Dendra2蛋白晶格结构制成，研究者表示，所产生的Gag-Dendra2蛋白组装病毒样颗粒的方式与病毒样颗粒组成常规Gag蛋白的方式相同，荧光附着技术能让iPALM以10纳米的分辨力对颗粒进行成像，研究者发现，每个固定化的病毒样颗粒都能融入到1400-2400Gag-Dendra2蛋白中并排列成一个六边形的晶格，当研究者利用iPALM数据来重建晶格的延时图像时，Gag-Dendra2的晶格似乎并不会随着时间的推移而静止，为了确定这一结果，研究人员利用了数学和生化两种方法进行验证。 首先，他们将蛋白晶格划分为统一的独立片段，利用关联分析，研究者检测了每个片段如何随着时间的推移而与自身相关联，如果每个片段能持续与自身相关联，则蛋白质处于静止状态，如果其失去了相关性，则说明蛋白质已经发生了扩散，研究者发现，随着时间的推移，蛋白质处于动态变化之中。其次，研究者使用生化方法验证了动态晶格，在实验中，他们开发出了病毒样的颗粒，其晶格由80%的Gag野生蛋白、10%的SNAP标记的Gag蛋白以及10%Halo标记的Gag蛋白组成，SNAP和Halo是能够结合在一起形成连接体的蛋白质，研究者的想法是确定是否蛋白晶格中的分子能够保持静止不变或其是否会迁移位置。 研究者Saha说道，Gag-蛋白质会随机地自我组装，SNAP和Halo可能会处于晶格中的任何地方，有些可能会彼此靠近，有些则会远离，如果晶格结构发生变化的话，分子就可能会相互靠近；随后研究人员将一种名为Haxs8的分子引入到了病毒样颗粒中，Haxs8是一种二聚体，当SNAP和Halo蛋白在彼此的结合半径内时，它们会共价结合，如果其二者彼此相邻移动时就会产生二聚体复合物，随后研究者开始追踪随着时间变化这些二聚体复合物的浓度是否会发生变化，如果浓度发生变化，就说明新的分子发现了对方，如果浓度降低了则表明蛋白质破裂了，无论哪种情况，都表明运动已经发生了，研究者发现，随着时间延续，二聚体的百分比会增加，而Halo和SNAP Gag蛋白会在整个晶格中移动，并随着时间的推移会走到一起。 这项研究中，研究人员通过研究首次揭示了，包膜病毒的蛋白晶格结构是处于动态变化的，文章中研究人员开发的新工具或能更好地理解随着病毒颗粒从不成熟过渡到危险感染阶段时晶格内部所发生的变化；本文研究结果或许能帮助研究人员阐明HIV诱发感染的分子机制，如果研究者能弄清楚这一过程的话，或许就能开发出相应的措施或药物来阻断HIV的进展。
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