浙江大学王知知/陈学新教授团队揭示寄生蜂驯化古老病毒的分子机制

发布者:王茜发布时间:2026-08-13浏览次数:10


2026812日,浙江大学农业与生物技术学院陈学新教授团队在国际权威期刊 PLoS Pathogens在线发表题为Systematic profiling of nudivirus-like genes reveals conserved and differentiated roles in a domesticated endogenous virus”的研究论文。该研究系统解析了菜蛾盘绒茧蜂如何利用基因组中整合的古老杆状病毒样(nudivirus-like)基因,精确调控共生病毒颗粒的复制、装配与成熟,揭示了共生病毒的分子演化奥秘。

菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis是十字花科植物重要害虫小菜蛾Plutella xylostella的优势寄生性天敌。在寄生过程中,雌蜂会向小菜蛾幼虫体内注入一种被称为菜蛾盘绒茧蜂病毒(Cotesia vestalis bracovirus, CvBV)的“共生病毒”,用来系统调控寄主的免疫、代谢、发育、变态,甚至行为。这种病毒并非现存的独立病原体,而是数千万年前入侵寄生蜂祖先并“卡”在其基因组中的内源化病毒(Domesticated Endogenous Virus, DEV)。目前关于寄生蜂如何利用这些病毒因子控制害虫的生理和行为的报道较多,但这些病毒颗粒究竟如何在寄生蜂卵巢中被精准“制造”出来,长期以来缺乏系统的分子机制解释

研究团队以菜蛾盘绒茧蜂为对象,结合转录组学、蛋白质组学、RNA干扰(RNAi)以及透射电子显微镜(TEM)等多种技术手段,开展了系统研究:

1. 精确定位“基因蓝图”:系统地鉴定出菜蛾盘绒茧蜂基因组中的71个来源于杆状病毒的基因

2. 深度功能验证:对其中24个核心基因进行了功能研究,首次明确了它们在CvBV病毒形成过程中的分工:1DNA复制与转录helicase, p47, lef-9等基因,负责病毒基因组的高效复制与转录调控;2)外壳与包膜形成vp39, 11k, 17a-1等基因,精确塑造病毒颗粒的外壳结构与脂质双层包膜;3)组装与感染力控制vlf-1, pif-0, vp91等基因,确保成熟病毒颗粒被准确“打包”并具备对害虫宿主的感染能力。

3. 发现功能分化:值得注意的是,这些被驯化的病毒基因并非简单保留了祖先的功能。例如,lef-5K425_45911k以及vp91等基因在漫长演化中发生了显著的功能分化。这些特化基因的产生,标志着共生病毒已经深度融入寄生蜂自身的基因调控网络,演化出了高度适应寄生蜂生存策略的机制。

综上所述,该研究构建了菜蛾盘绒茧蜂病毒CvBV复制与组装的完整分子框架(图1),为寄生蜂共生病毒生物学领域提供了重要资源和参考,深化了对“病毒-宿主协同演化”及“基因组创新”的理论认知。

1. 菜蛾盘绒茧蜂病毒CvBV在卵巢发育过程的动态组装模式图

浙江大学的博士毕业生周悦南博士为论文第一作者,浙江大学王知知副研究员和陈学新教授为通讯作者,黄健华教授、叶熹骞博士、朱佳晨博士、吴志伟博士、硕士研究生丁凯杰、张思捷和仰昕也参与了本项目研究。本研究获得了国家自然科学基金(32272607U22A2048532200355)、国家重点研发计划项目(2023YFD1400600)以及中央高校基本科研业务费专项资金(226-2024-00070)等项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1014492