洋煙粉虱的側面照。圖中橢圓的小顆粒,是洋煙粉虱的卵。王曉偉供圖
左邊為帶雙生病毒的番茄,右邊為健康番茄。王曉偉供圖
番茄,再普通不過的食物。
然而,你知道嗎,每一個來到餐桌的番茄,都是從“超級害虫”手底下逃出來的幸存者。
對於田間這場“生死搏斗”,科學家研究了50多年。
6月13日,《美國科學院院刊》在線刊登了來自浙江大學農學院昆虫科學研究所王曉偉教授團隊的最新發現:予以番茄致命一擊的病毒(植物雙生病毒番茄黃曲葉病毒),是借助其媒介昆虫——洋煙粉虱的繁衍,才讓傳播力以及戰斗力倍增。
地中海的洋害虫
帶著“毒液”來了
2003年,華家池農場,此次論文作者之一、昆虫所的劉樹生教授發現,一朵包菜上布滿煙粉虱。但土著的煙粉虱並不好包菜這口,他由此判斷:洋煙粉虱到了。
洋煙粉虱產於地中海地區,隻有一粒雀斑那麼大,卻能取食600多種植物,從番茄、黃瓜這樣的蔬菜,到棉花、煙草等經濟作物,甚至是聖誕紅、歐洲菊這類花卉盆景,都是它的食物。
上世紀90年代,洋煙粉虱隨花卉調運,進入中國。2002年起,它們在浙江扎根。
洋煙粉虱的入侵很有戰略步驟,掠地——將土著煙粉虱趕盡殺絕,奪食——拿下本地植物,比如土著一點都不愛的番茄。
我們要說的,主要是第二點。
洋煙粉虱這麼小的身板,如何放倒茁壯的番茄?
王曉偉給記者展示了一張洋煙粉虱的微觀攝影圖,口器是一根針狀吸管,能輕易刺入韌皮部,吸取植物汁液。但如果直觀地認為,植物是被“咬”死的,那就太小看這種“超級害虫”了。
洋煙粉虱暗藏殺器——體內攜帶大量病毒。當它們在植物身上取食時,病毒隨唾液進入體內,讓植物染病。
類似於蚊子通過叮咬,傳播登革熱病毒和瘧疾,科學家稱這類昆虫為媒介昆虫,它們讓病毒在不會走動的植物間傳播、暴發,成為了可能。
資料顯示,目前已知的植物病毒約有1000種,其中三分之二主要依賴媒介昆虫進行傳播。雙生病毒佔全部植物病毒的三分之一,因病毒結構像兩個連體的小球而得名,主要通過媒介昆虫洋煙粉虱傳播。
天生就是
帶毒的“殺手”
對洋煙粉虱來講,病毒既不是營養成分也不是生存必需品,它們為什麼要幫助病毒在植物之間傳播?
論文作者之一劉樹生教授曾有一項研究發現:健康的植株遭遇虫害時,會分泌一定的毒素,用於抗虫。但是感染雙生病毒后,植物毒素的分泌,就受到抑制。
所以,洋煙粉虱與病毒互為“助攻”,各取所需——雙生病毒通過洋煙粉虱,才能傳播給植物﹔而被感染的植物,抗虫性會顯著降低,洋煙粉虱便可以放心享用美食。
10多年來,它們聯手在田間掀起一場場“滅頂之災”——
2000年起,中國多地番茄作物染上雙生病毒。
2009年,番茄成災面積達約300萬畝,佔總面積的約25%。山東、江蘇、北京、河南、上海、浙江的部分地塊甚至絕收。
更為可怕的是,意識到雙生病毒有助於生存,洋煙粉虱可能改變了進化策略:不僅僅通過吸食有毒植物獲得病毒,更有可能帶著病毒進行高效的“母嬰”垂直傳播。
5年前,王曉偉課題組的博士生衛靜動了好奇心,她設計了一項實驗:培育不同虫齡的洋煙粉虱成虫,觀察后代的帶毒情況。
在解剖上千頭洋煙粉虱並反復試驗后,課題組確認了這一事實:洋煙粉虱羽化為成虫后,就可以產卵繁殖下一代。
但是,年輕的洋煙粉虱媽媽和中年媽媽的病毒“卵傳”情況差異很大——
年輕媽媽,后代幾乎不帶毒。當洋煙粉虱雌性成虫長到第10天左右,差不多是中年媽媽時,產下的卵才“自帶”病毒。
“隻有懷有大量成熟卵子的成虫,才能高效垂直傳播病毒。”王曉偉說。
也就是說,部分洋煙粉虱的寶寶從出生第一天起,就是帶毒“殺手”。
虫子的生命期往往比較短,洋煙粉虱成虫隻能活1個月。
但如果病毒可以傳給下一代,存留期就變長了,當后代遇到病毒寄主植物時,就可以再把病毒傳過去。
所以,病毒不但“武裝”了媽媽,還武裝了寶寶。上一代“陣亡”,等下一代發育為成虫,仍能繼續傳毒。
科學家揭示的雙生病毒與“超級害虫”的聯袂作惡,加深了我們對田間病虫害發生的認識。
“以往為了阻止病毒傳播,我們會在作物地周圍鏟除寄主植物,但大多低效甚至無效,現在知道這是為什麼了。”王曉偉說,這一研究結果提示田間雙生病毒的防控策略和方法,可能需要做重大改進。同時,還將促使目前全球各國改進有關煙粉虱和雙生病毒的檢疫方法。(章咪佳)