多數病原微生物通過媒介昆蟲（簡稱「蟲媒」）通過刺吸和吸血等取食過程從感染宿主傳播給健康宿主，引起蟲媒疾病。多數蟲媒病毒病至今缺乏像臨床藥物和疫苗等在內的有效控制手段，在人及動植物領域，對於新發突發蟲媒病毒病均只能在暴發後採取被動控制措施。
中國科學院微生物研究所是國內最早開展蟲媒病害研究的科研機構之一，近現代植物病毒學家周家熾是我國第一個病毒研究室創始人，他早期通過研究線蟲傳小麥蜜穗病的發生規律，在1946年發表研究論文，提出通過土壤線蟲媒介的控制來實現對病害細菌的防治策略（1），最終我國成功消滅了這種病害。研究蟲媒病害循環中微生物—昆蟲—植物這三種生命形式互作的分子信號和分子機制，闡明影響三者互作的非生物環境因子作用機制，是發展高效綠色防控策略的理論基礎，也為蟲媒病害的物理、化學和生物防控提供直接方案，是我國糧食安全、農業生物安全和農業可持續發展的有力保障。
微生物研所近年聚焦我國重要的作物蟲媒病毒和細菌病害的抗性機制及致病機制研究。由於以往研究植物蟲媒病害往往注重於病原微生物和植物寄主兩個方面，而實際上參與病害發生的生物因子還有傳播介體生物，構成了植物病害的微生物病原—傳播介體—植物寄主三元生物因子互作系統（三者互作），該團隊在國內較早開展植物蟲媒病毒三者互作的分子生物學研究，取得了系列原始創新成果。
近日，團隊受邀發表了題為Plant Defense Networks against Insect-Borne Pathogens的論文，系統綜述了該團隊及國內外同行在植物蟲媒病原抗性領域的最新進展。植物通過三種廣譜抗性機制，即先天免疫（圖1），抗性激素途徑（圖2）和基因沉默途徑，介導了對蟲媒病原微生物以及媒介生物雙重脅迫的廣譜抗性。病原微生物以及媒介昆蟲通過分泌各種效應蛋白進入植物，對抗植物的抗蟲媒病原微生物的抗性網絡，實現了病原微生物的植物—植物間的傳播並最終導致了病害流行。該團隊提出基於三者互作理論創新植物蟲媒病害防控的思路，通過基因組編輯技術發展既抗病又抗媒介昆蟲的雙抗策略，以及通過媒介昆蟲的行為調控劑等發展可持續的蟲媒病害控制理論。
該論文於近日在Trends in Plant Science上發表。該研究得到國家自然科學基金委重點項目和國家重點研發反向病原學及柑橘黃龍病項目的支持。
圖1：蟲媒病原及媒介昆蟲與植物免疫機制互作模型
圖2：蟲媒病原及媒介昆蟲與植物激素信號通路互作模型
【來源：微生物研究所】
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