当食物短缺时，动物往往会变得更具攻击性，甚至同类相残。传统观点认为，被寄生的寄主在竞争中处于劣势。最近一项研究打破了这一传统认知：寄生蜂“暗渡陈仓、移花接木”，利用共生病毒基因悄然操控寄主行为，令其在资源竞争中更具优势，确保寄生蜂种群绵延不绝。2025年4月，浙江大学陈学新教授团队在美国科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）上在线发表了题为“A symbiotic gene stimulates aggressive behavior favoring the survival of parasitized caterpillars”的研究论文，为寄生蜂利用共生病毒基因操控寄主行为提供了开创性的见解，也为理解寄主-寄生生物互作关系提供了新思路。
小菜蛾Plutella xylostella是危害十字花科作物的主要世界性害虫，而菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis则是小菜蛾幼虫的优势天敌。菜蛾盘绒茧蜂将卵产在寄主小菜蛾幼虫体内，幼蜂孵化后以寄主幼虫为食。团队首先发现，饥饿条件的小菜蛾幼虫会变得更具攻击性，甚至出现同类相食现象。然而，被寄生的寄主幼虫在饥饿时攻击性更强，远超未被寄生的个体。这一反常现象背后，隐藏着寄生蜂操控寄主的“秘密武器”。菜蛾盘绒茧蜂体内携带一种共生病毒—菜蛾盘绒茧蜂病毒（CvBV），寄生时会被注入寄主体内。团队研究人员发现，CvBV编码了一个名为 “Assailant”（刺客）的基因，能显著增强寄主的攻击性。在饥饿情况下，刺客蛋白通过激活酪胺β-羟化酶（Tβh）（OA合成的关键酶）会提高寄主中枢神经系统中“肾上腺素”类似物—章鱼胺（octopamine，OA）的水平，使寄主在竞争中更具攻击性（图1）。在果蝇中异源表达 Assailant基因，也同样会提高OA水平，导致雄性果蝇攻击性增强。有趣的是，进化分析表明盘绒茧蜂属Cotesia的其他寄生蜂种类也携带编码类似Assailant基因的病毒，表明这些利用共生病毒调控寄主攻击行为的策略是寄生蜂的“看家本领”之一。
图1. 在饥饿胁迫下菜蛾盘绒茧蜂对寄主小菜蛾幼虫同类相食行为调控的分子机制
本研究首次发现寄生蜂共生病毒基因直接调控寄主神经环路，改变其行为，提高寄主适应性。研究结果不仅在利用寄生蜂防治害虫方面具有潜在的应用价值，而且针对OA通路或“Assailant”（刺客）基因的深入研究，将为开发新型生物农药提供了新方向。
近年来，陈学新教授团队在害虫生物防的基础研究，特别是在生物互作及调控机制方面取得了一系列突破性的研究成果。此项天敌调控寄主攻击性行为的机制研究，是团队继天敌miRNAs跨物种调控寄主变态发育（Nature Communications, 2018）、BV调控寄主蜕皮（Cellular and Molecular Life Sciences, 2025）、Lar和Warm调控寄主免疫（Nature Communications, 2021a）、肠道微生物和BV调控寄主营养代谢（PLoS Pathogens, 2021; ISME Journal, 2022）、CvT-serpin同时调控寄主免疫和代谢（Molecular Biology and Evolution, 2023）、EsGAP调控寄主逃避行为避免过寄生（Nature Communications, 2021b）、Tdc2和Tβh调控寄主产卵行为（Nature Communications, 2022）、HGT调控寄主求偶行为（Cell, 2022）、多种策略协同调控制寄主（eLife, 2024）及BV整合机制（PLoS Genetics, 2021）等工作后，又一重要的发现和突破。
浙江大学博士生吴志伟、吴肖彤和王知知副研究员为论文的共同第一作者，浙江大学陈学新教授为论文通讯作者，黄健华教授、沈星星研究员、唐璞副教授、美国佐治亚大学Michael R. Strand教授和法国图尔大学Jean-Michel Drezen教授也参与了本项研究工作。该项研究得到了国家自然科学基金区域创新与发展重点项目（U22A20485）、浙江省重点研发项目（2021C02045）和国家自然科学基金项目（32325044）等经费的支持。
文章链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2422935122