赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是主要由禾谷鐮孢菌復合種(Fusarium graminearum complex)引起的世界性小麥病害,近年來已成為威脅我國小麥安全生產的最重要病害之一。該病大流行不僅造成小麥大面積減產,受赤霉病菌感染的籽粒還會積累真菌毒素,嚴重威脅食品安全和人體健康。化學防治仍是當前赤霉病防控的重要措施,但過分依賴化學防治導致病菌對殺菌劑產生了抗藥性；此外,由于缺乏高抗赤霉病的小麥品種,當前小麥赤霉病在我國仍將保持高位發生態勢。隨著目前農藥減量增效工作的不斷推進,新的小麥赤霉病防治方法的發掘與探索顯得尤其重要。

       禾谷鐮孢菌三組分類雙生病毒(Fusarium graminearum gemytripvirus 1,FgGMTV1)是本團隊發現的第一個真菌多組分DNA病毒,也是目前類雙生病毒科唯一的多組分病毒。病毒FgGMTV1可以兩種形式存在：AB(DNA-A和DNA-B)和ABC(DNA-A、DNA-B和DNA-C)。AB病毒可以顯著抑制寄主真菌的生長、孢子產量和致病力,但是病毒不穩定且不會通過分生孢子垂直傳播；ABC病毒不影響寄主真菌的表型和致病力,病毒穩定且可以通過分生孢子傳播。DNA-C組分是病毒隱性侵染的關鍵組分。

       本研究基于FgGMTV1三組分串聯的侵染性克隆,通過系列缺失DNA-C組分編碼蛋白p26的序列,篩選獲得穩定侵染且不影響寄主表型的突變體p26-D4,證實可容納75-150 bp外源基因片段的插入,并高效沉默寄主過表達的GFP基因,成功構建了FgGMTV1誘導的基因沉默載體。利用病毒載體p26-D4靶向沉默禾谷鐮孢菌致病或毒素合成的相關基因(Tri1、Tri5、Tri10、Tri101、FgP1、FgPP1、FgSTE12和FgCYP51C),共獲得8株弱毒菌株。進一步證實,預噴施弱毒菌株可以有效降低強毒菌株PH-1在小麥穗的擴展和毒素積累水平,防效達76%以上；而且證實田間真菌病毒可以從弱毒菌株高效傳播到強毒菌株中,靶向沉默強毒菌株的關鍵基因,從而有效防控小麥赤霉病。

       綜上所述,該研究建立了首個真菌病毒誘導的基因沉默系統,可以定向設計寄主真菌的靶點基因,獲得相應的弱毒菌株,通過真菌病毒的傳播,有效防控病原真菌病害。這項研究成果為真菌病害的防控提供了一種新策略、新技術和新資源。

       中國農業科學院植物保護研究所郭立華研究員為論文通訊作者,博士生張理航和王雙超副研究員為該論文的共同第一作者,已畢業的阮少鍵碩士,博士生Clement Nzabanita和王燕飛也參與了相關工作。該研究得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃的資助。

       原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202302606