白背飞虱（Sogatella furcifera）是南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）的传播媒介，不同种群之间的传播效率存在差异。

2026年5月13日，华南农业大学张彤和杨新共同通讯在PNAS 在线发表题为“Wolbachia-mediated viral transmission enhancement in insect vectors”的研究论文。该研究发现，昆虫共生菌沃尔巴克氏体（Wolbachia）是帮助病毒突破唾液腺屏障的关键因素，揭示了病毒利用昆虫共生体促进传播的一种机制。通过田间与实验室研究发现，高传播效率（HT）的飞虱种群中沃尔巴克氏体含量较高，而低传播效率（LT）种群中的沃尔巴克氏体含量较低。胸腔注射实验进一步证实了沃尔巴克氏体在侵入唾液腺中的特异性作用，因为在去除沃尔巴克氏体的昆虫中，即使病毒已在全身存在，也无法定殖于唾液腺。

超微结构分析显示沃尔巴克氏体包裹在唾液腺细胞内的SRBSDV颗粒周围，分子实验进一步支持沃尔巴克氏体表面蛋白（WSP）与病毒P8衣壳蛋白之间存在直接相互作用。使用抗WSP抗体破坏该相互作用会降低唾液腺内病毒载量及传播率，强调了其功能重要性。这些结果与沃尔巴克氏体在蚊虫中表现出的抗病毒作用形成对比，突出了其在不同情境下作为“搭便车”策略促进病毒传播的作用。WSP–P8相互作用为阻断SRBSDV传播提供了特异性靶点，无需依赖农药，提出了一种基于共生体信息的可持续水稻病毒防控策略。

昆虫传播病毒由于昆虫媒介的快速传播，对人类健康和全球农业构成严重威胁。在这些昆虫传播病毒中，相当一部分属于虫媒病毒，其中昆虫不仅作为传播媒介，同时也是宿主。昆虫具有多种防御机制，包括消化道屏障、肠道、血淋巴、唾液腺以及免疫信号通路等，这些机制能够有效限制病毒的复制与扩散。近年来的研究表明，共生细菌在帮助病毒突破昆虫传播屏障方面发挥重要作用。例如，绿稻叶蝉（Nephotettix cincticeps）中的共生菌Sulcia可通过其外膜蛋白OMP与病毒衣壳蛋白P2结合，形成复合体，从而促进水稻矮缩病毒通过上皮堵塞结构进入卵内，实现垂直传播。另一方面，Nasuia细菌通过与主要衣壳蛋白P8及外膜蛋白孔蛋白（porin）相互作用，经由孔蛋白通道将病毒运输进入卵内。

蚊虫肠道共生菌Serratia marcescens可增强病毒在肠上皮细胞中的感染效率，而埃及伊蚊肠道菌Rosenbergiella _YN46通过分泌葡萄糖脱氢酶使环境酸化，导致登革病毒（DENV）和寨卡病毒（ZIKV）包膜蛋白构象改变，从而抑制其入侵。从埃及伊蚊中分离鉴定的两种细菌脂肪酶CbAE-1和CbAE-2，能够通过脂解活性直接破坏病毒包膜结构，对DENV和ZIKV具有广谱抗病毒作用。相反，从埃及伊蚊中分离的Chromobacterium sp.巴拿马菌株分泌中性蛋白酶和氨肽酶，通过协同降解DENV包膜蛋白有效阻断病毒感染。蚜虫共生菌Hamiltonella defensa通过抑制PI3K/Akt信号通路并激活FoxO通路相关抗病毒因子表达来抑制病毒复制。这些研究表明，共生菌通过直接相互作用、代谢调控以及免疫干预等多种机制影响病毒传播，为防控媒介传播病毒提供了新的思路。

图1.沃尔巴克氏体的缺失阻碍了 SRBSDV 进入 WBPH 唾液腺（摘自PNAS ）

沃尔巴克氏体（Wolbachia）是一种广泛存在于节肢动物中的细胞内共生菌，大约65%的昆虫自然携带该细菌。它通过母系遗传以及多种生殖控制机制（如细胞质不相容性和孤雌生殖）在宿主种群中高效传播。Wolbachia属于单型属，共分为16个系统群（A至Q，G除外）。在昆虫中，Wolbachia菌株主要分布于A和B系统群，是分布最广的类型。作为一种常见于节肢动物肠道、唾液腺和卵巢的共生体，Wolbachia因其母系垂直传播能力和抗病毒特性而受到广泛研究关注。该细菌通过调节宿主免疫系统以及竞争细胞资源等机制，显著抑制蚊媒病毒如DENV和ZIKV在宿主体内的复制。利用这一特性，释放携带Wolbachia的蚊群已成为控制登革热等蚊媒传染病的有效生物防治策略。然而，尽管Wolbachia对动物虫媒病毒的抗病毒作用已被广泛证实，其在昆虫传播植物病毒过程中的作用仍然研究不足。因此，有必要进一步探索Wolbachia在农业病害控制中的潜在应用，尤其是在水稻等重要作物中的病毒防控价值，这具有重要的科学意义和实际意义。

南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）属于呼肠孤病毒科（Reoviridae）斐吉病毒属（Fijivirus），因其在东亚和东南亚水稻种植区的快速传播而对水稻生产造成严重危害。该病毒最早于2001年在中国广东被发现，随后在越南、日本和印度被陆续报道，成为本世纪亚洲水稻主产区的重要病毒性威胁。该病毒主要由白背飞虱（WBPH，Sogatella furcifera）以持久性、循环性并可增殖的方式传播。WBPH通常需要至少5分钟取食感染SRBSDV的水稻植株即可获得带毒性。随后病毒在WBPH体内经历6至14天的循环过程，依次通过中肠和唾液腺屏障，从而获得传播能力。SRBSDV的传播需要带毒WBPH至少取食水稻30分钟。

一只WBPH个体在5天内可传播病毒感染8至25株水稻。在对白背飞虱种群的长期田间监测中，作者发现一部分个体虽然SRBSDV阳性率较高，但向水稻传播病毒的能力有限。本研究对这些携带病毒但传播效率较低的白背飞虱种群进行了研究。通过宏基因组测序、免疫荧光标记以及免疫电镜分析，作者发现Wolbachia与SRBSDV外衣壳蛋白发生相互作用，协助病毒突破白背飞虱的唾液腺屏障，从而增强其传播能力。这一发现为昆虫共生菌与病毒之间复杂相互作用提供了新的视角，也为基于共生菌调控的病毒传播阻断策略奠定了理论基础。通过调节共生菌活性或抑制其与病毒的相互作用，可能有效减缓病毒传播、减少农药使用，并推动生态友好的农业病虫害防控策略的发展。

参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2607638123