近日，我院植物病毒與病毒基因工程技術(shù)研究團隊孫麗英教授課題組在mBio上發(fā)表了題為“Trade-off between accumulation potential and transmission efficiency in hypovirus variants infecting phytopathogenic fungi”的研究論文。該研究首次系統(tǒng)揭示了減毒病毒在自然群體中通過基因組缺失形成不同變異體的機制，并闡明了病毒在“復制積累”與“傳播效率”之間存在重要的進化權(quán)衡關(guān)系。

減毒病毒在宿主抗病毒防御過程中經(jīng)常出現(xiàn)缺陷型基因組RNA（defective RNAs），目前尚未發(fā)現(xiàn)具有獨立復制的缺陷型RNA，以及其對病毒傳播、進化及宿主適應性的意義也不甚清楚。研究團隊從新疆梨樹腐爛病病原菌（Valsa pyri）中鑒定發(fā)現(xiàn)一株新型減毒病毒Valsa pyri hypovirus 1（VpHV1）。該病毒在自然菌株中存在三種不同基因組內(nèi)部缺失的變異體：VpHV1-α為全長型，在群體中最為常見；VpHV1-β具有中等缺失；VpHV1-γ缺失程度最大，在真菌體內(nèi)積累水平最高。研究證實，與傳統(tǒng)的缺陷型RNA不同，β與γ變異體均具備完整自主復制能力，屬于真正的“缺失變異體”。

VpHV1-α在宿主體內(nèi)能夠自發(fā)、穩(wěn)定地衍生出β型與γ型變異體。這一過程揭示了病毒基因組在與宿主互作過程中具有內(nèi)在的動態(tài)進化潛能。同時，VpHV1-γ 變異體能夠顯著抑制宿主真菌的生長速度及其在離體枝條上的致病力，帶毒菌株表現(xiàn)出典型的“低毒力”特征。然而，該變異體的水平傳播效率明顯下降：在與遺傳背景相同的菌株共培養(yǎng)時，會引發(fā)延遲性細胞程序性死亡（PCD）及營養(yǎng)不親和基因（vic）激活，從而阻礙病毒的橫向擴散；其垂直（通過孢子）傳播效率也大幅降低。γ變異體呈現(xiàn)出“高積累、強抑菌、低傳播”的獨特表型。此外，γ 感染會顯著上調(diào)宿主RNA 沉默關(guān)鍵基因AGO3與DCL2，表明其激活了宿主強烈的抗病毒防御反應。這些發(fā)現(xiàn)表明，VpHV1-γ 變異體盡管提升自我復制積累能力，卻在傳播效率上付出了進化代價。該研究還通過動物細胞（sf9）表達首次驗證了編碼單一開放閱讀框（ORF）的減毒病毒其多聚蛋白N端具有兩個自催化切割位點，釋放的P19和P24在與宿主互作調(diào)節(jié)病毒復制積累、傳播與毒力方面可能具有重要功能，這一發(fā)現(xiàn)為其他Betahypovirus成員研究提供重要借鑒。

圖. 減毒病毒VpHV1株系基因組結(jié)構(gòu)及分子特征

該研究不僅更新了對減毒病毒生物學特性的認識，也為理解病毒進化與適應性機制提供了新視角。該研究發(fā)現(xiàn)的3種病毒變異體為深入研究真菌免疫系統(tǒng)、抗病毒防御及RNA沉默機制提供了珍貴材料。隨著對真菌-病毒互作機制的進一步揭示，真菌病毒在作物病害綠色防控中的應用前景將更為廣闊。

我院已畢業(yè)博士楊世安和在讀博士生戴若銀為論文共同第一作者，孫麗英教授和Ida Bagus Andika教授為通訊作者。新疆農(nóng)業(yè)大學羅明研究員及我校生命科學院陳紅英教授及團隊也參與了該研究，該研究得到新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金重點項目（XJ2021-8-1 和2021D01D12）、國家重點研發(fā)計劃（2021YFD1400200）和國家自然科學基金（32300143 和 U1703113）等項目的資助。

文章鏈接：doi/10.1128/mbio.02922-25

編輯：劉小鳳

審核：趙   磊