近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病毒病害监测与防控创新团队与内蒙古农业大学合作在中科院一区Top期刊《Plant, Cell & Environment》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。基于FgGMTV1独特的基因组结构和侵染特性，团队成功开发病毒诱导基因沉默（VIGS）载体p26-D4。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。
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。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.70485
来源: 中国农业科学院植物保护研究所