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真菌病毒 VIGS 助力跨界防控：致病菌 “变身” 西花蓟马生防利器

来源：花匠小妙招时间：2026-04-16 04:08

近日，中国农业科学院植物保护研究所郭立华研究员团队联合内蒙古农业大学草业学院赵彦教授团队，在中科院一区Top期刊《 Plant, Cell & Environment》（ IF5year=7.7）在线发表题为《 Mycovirus-induced Functional Reprogramming of a Plant Pathogenic Fungus for Biocontrol of Western Flower Thrips》的研究论文。该研究依托真菌病毒诱导的基因沉默（VIGS）系统，成功将小麦赤霉病菌——禾谷镰孢菌，改造为可高效防治世界性害虫西花蓟马的生物防治菌剂，为农业害虫绿色防控开辟了全新思路、提供了创新方案。

西花蓟马（Frankliniella occidentalis）是全球极具破坏性的入侵害虫之一，对蔬菜、花卉、果树等数百种作物构成严重威胁，给农业生产带来巨大损失。该害虫不仅繁殖能力强、寄主范围广，更突出的问题是抗药性发展极快，目前已对多种化学农药产生高水平抗性，防控难度极大。尽管昆虫病原真菌是农业绿色防控的重要资源，但当前可有效防治西花蓟马的菌种十分稀缺，这也成为制约其生物防治发展的核心瓶颈。

禾谷镰孢菌三组分类双生病毒（Fusarium graminearum gemytripvirus 1，FgGMTV1），是该团队在国际上首次报道的真菌多组分DNA病毒，相关成果已于2020年发表于《Science Advances》期刊，并授权中国发明专利2项。基于FgGMTV1独特的基因组结构和侵染特性，团队成功开发出p26-D4病毒诱导基因沉默（VIGS）载体系统。前期研究已证实，该载体可高效靶向沉默禾谷镰孢菌的关键致病基因，显著降低病菌对小麦的侵染能力，同时减少DON毒素产量，为小麦赤霉病的绿色防控提供了全新工具，相关成果于2023年发表于《Advanced Science》期刊，并授权中国和美国发明专利。

本研究在前期成果基础上进一步拓展技术应用，实现了从“防控病原真菌”到“防控农业害虫”的跨界突破。科研团队将西花蓟马的关键基因（ACT和 SNF）片段插入p26-D4载体，随后成功将该病毒转染至DON毒素合成基因Tri5敲除的禾谷镰孢菌株中，使这种原本危害小麦的致病菌，在生长过程中持续产生针对西花蓟马的sRNA，从而实现跨界基因沉默，精准攻击害虫。

研究数据显示，将转染后的菌株菌丝悬液喷洒到西花蓟马幼虫、成虫及其栖息的叶片上，仅3天时间，西花蓟马体内的目标基因表达便显著下调，幼虫和成虫的存活率从第3天起开始显著下降，防控效果直观且高效。值得一提的是，相比体外合成的dsRNA对幼虫控制效果不佳的短板，通过真菌病毒递送的sRNA成功克服了这一技术障碍，充分彰显了该生物防控系统的独特优势。目前，相关研究成果已获得国家发明专利授权，为技术落地应用筑牢了基础。

综上所述，该研究成功构建了基于真菌病毒 VIGS 系统的跨界基因沉默技术平台，真正实现了从 “防控病原真菌” 到 “防控农业害虫” 的跨界创新与技术升级。未来，这一策略不仅可推广应用于更多重要农业害虫的绿色防控，还能为 RNAi 生物农药的研发提供可复制、可落地的技术范式，有力推动相关创新技术从实验室研究走向田间实际应用。

内蒙古农业大学草业学院和中国农业科学院植物保护研究所联合培养硕士研究生盛雪渊和中国农业科学院植物保护研究所博士研究生王燕飞为该论文的共同第一作者，中国农业科学院植物保护研究所郭立华研究员和内蒙古农业大学草业学院赵彦教授为共同通讯作者。内蒙古农业大学草业学院硕士毕业生安琦，中国农业科学院植物保护研究所陈昶研究员、王双超副研究员和王恩东研究员共同参与了研究工作。该研究得到了国家重点研发计划、呼和浩特市重点研发项目以及中国农业科学院科技创新工程的资助。