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抑制毛毛虫及其寄生植物免疫反应之病毒

日前,宾夕法尼亚州立大学(The Pennsylvania State University,PSU)加里·费尔顿(Gary Felton)等人在《美国科学奇幻城国际唯一学报》(The National Academy of Sciences,PNAS)上发表了他们的最新研究结果:黄蜂除了抑制毛毛虫的免疫系统外,还能抑制毛毛虫取食植物的防御体系,以确保毛毛虫能为其后代提供一个良好的生长环境。此项研究结果与荷兰瓦格宁根大学(Wageningen University)冯竹(Feng Zhu)团队在同一期PNAS上发表的研究结论一致。

众所周知,某些种类的黄蜂可以抑制它们的宿主毛毛虫的免疫系统,从而将其幼卵成功地寄养在宿主体内。然而,据费尔顿教授介绍,在雌黄蜂的卵巢中有一种多分DNA病毒,当此病毒注入到宿主毛毛虫体内时,它不仅抑制了毛毛虫的免疫反应,还能抑制毛毛虫唾液中葡萄糖氧化酶的活性。此种酶能够刺激植物的防御体系,所以能同时减弱毛毛虫寄生植物的防御体系。于是,通过以上的方式,黄蜂能够确保毛毛虫为其幼虫和病毒提供有利的生长条件。

研究小组人员将寄生的和未被寄生的毛毛虫饲养在番茄植株上。10小时后,对毛毛虫取食后的叶子中与防御反应相关的酶和基因表达的活性进行检测。该研究小组的谭庆文(Ching-Wen Tan)博士说:“利用分子与生化技术,我们发现,寄生毛毛虫取食后的番茄植株中酶活性以及防御基因表达水平显著低于未寄生毛毛虫取食的植株。这主要是由于寄生毛毛虫的唾液引起了较低的植物防御反应,而根本原因在于其体内的多分DNA病毒减少了唾液中葡萄糖氧化酶的分泌。”

另外,这项研究还表明,寄生毛毛虫体内的多分DNA病毒对其他宿主植物也具有相类似的降低免疫反应的能力。费尔顿教授说:“在自然界中,有相当大比例的毛毛虫被黄蜂寄生。而且,数以万计的黄蜂物种拥有多分DNA病毒。所以,我们团队以及冯竹团队的研究结论很可能也普遍存在于其他植物与草食动物的相互作用中。”因此,该研究小组还计划研究其他品种的寄生蜂和病毒是否也能够抑制植物防御能力。

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