番茄褪绿病毒（Tomato chlorosis virus, ToCV）主要由烟粉虱传播，近年来对全球番茄的生长、品质和产量造成严重威胁。植物病毒通过多种机制操纵宿主植物和昆虫媒介，包括改变植物挥发物、调节媒介昆虫选择行为和抑制宿主免疫反应等。因此，阐明ToCV、烟粉虱和番茄三者之间的互作机制，可解析近年来ToCV迅速暴发原因，并提供有效防控策略。

近日，岳麓山实验室微生物品种创制中心/湖南省农科院刘勇/史晓斌研究团队在综合性学术期刊Advanced Science在线发表了题为“Neophytadiene, a plant specialized metabolite, mediates the virus-vector-plant tripartite interactions”的研究论文，揭示了寄主植物的挥发物——新植二烯介导的烟粉虱传播番茄褪绿病毒的机制，为控制媒介昆虫介导的植物病毒传播提供了新的途径。

该研究发现ToCV感染番茄后诱导叶绿素的降解产物新植二烯增加，该过程在ToCV的P9蛋白与寄主番茄中编码的Lhca4蛋白相互作用后产生，进而导致叶绿素降解，随后合成新植二烯。SlLhca4的过表达降低叶绿素降解，有效缓解了ToCV侵染导致的褪绿症状，嗜硫小红卵菌处理同样缓解了褪绿症状，并减少了新植二烯的产生。

此外，研究发现烟粉虱趋向于感染ToCV的番茄依赖新植二烯的含量变化，烟粉虱的气味结合蛋白OBP2能够与新植二烯结合，抑制BtOBP2表达降低了烟粉虱的嗅觉感知，导致其对新植二烯的偏好性降低，从而减轻了病毒的传播。

综上所述，该研究将生态学和分子生物学技术相结合，全面解读了ToCV、烟粉虱和寄主植物三者之间的相互作用机理，鉴定了这一过程的关键桥梁物质——新植二烯，并解析了病毒传播的关键链条（P9-Lhca4-新植二烯-OBP2）之间的互作关系，为控制病毒-媒介昆虫-植物三者相互作用的遗传基础提供了关键见解。

P9-Lhca4-新植二烯-OBP2互作模式图

湖南省农业科学院刘勇研究员、张德咏研究员和美国伊利诺伊大学周序国教授为该论文的共同通讯作者，湖南省农业科学院史晓斌研究员、湖南省农科院与湖南大学联培的已毕业硕士乐昊（现为浙江大学农业与生物技术学院博士生）、湖南省农科院与长江大学联培的已毕业硕士魏艳（现为中国农大植物保护学院博士生）为本文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、湖南省自然科学杰出青年基金、国家大宗蔬菜产业体系、湖湘青年英才等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202416891