【转】Mol. Plant-飞虱miRNA 跨界 "操纵" 水稻：miR-133 打破生长–防御平衡，助力病毒侵染

2026年10月22日，湖南农业大学水稻害虫防控团队在Molecular Plant上发表了题为“A planthopper-secreted miRNA facilitates viral infection by disrupting plant growth–defense balance in rice”的研究论文。该研究揭示了一种昆虫小RNA效应因子通过跨界基因沉默破坏水稻生长–防御平衡、促进南方水稻黑条矮缩病毒侵染的分子机制，为理解介体昆虫–病毒–寄主植物之间的互作提供了新视角。

研究背景

南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）及其传播介体—白背飞虱是水稻上的重要病虫害，农业农村部自2020年起连续3年将该虫和该病列入《一类农作物病虫害名录》，二者协同危害可引起水稻矮缩、根系发育受抑等症状，严重影响水稻安全生产。团队前期研究发现，植物来源的SRBSDV单独接种难以诱发典型矮缩症状，提示白背飞虱中存在参与病毒侵染与致病的关键虫源因子。然而，这些因子的身份、其作用于寄主植物的方式，以及其如何影响植物生长与抗病毒防御，目前仍不清楚。鉴定关键虫源因子并阐明其分子机制，将为理解介体昆虫–病毒–寄主植物之间的复杂互作，以及探索阻断病毒传播与致病的防控策略提供理论依据。

研究内容

研究团队从白背飞虱唾液及其取食后的水稻中鉴定出多种昆虫来源的miRNA，并确定miR-133参与了SRBSDV侵染。研究发现，miR-133在白背飞虱唾液腺中富集，可随取食进入水稻，并在受害水稻的维管组织中被检测到。功能分析表明，miR-133能够抑制水稻地上部和根系生长，削弱植株的抗病毒防御，使病毒积累增加、矮缩症状加重。抑制miR-133的作用后，水稻中的病毒积累显著减少，病症也明显减轻。这些结果表明，miR-133是白背飞虱促进SRBSDV侵染水稻的重要虫源因子。

图1 白背飞虱唾液miR-133促进SRBSDV侵染水稻

进一步研究发现，miR-133通过靶向切割水稻OsGLK31 mRNA，降低该基因的表达。对这一靶标的功能分析表明，OsGLK31可直接结合生长素合成基因OsYUCCA1和OsYUCCA3的启动子并促进其表达，支持植株生长；同时，它还能激活茉莉酸合成基因OsLOX11，增强植株的抗病毒能力。研究还发现，水稻自身的抑制蛋白OsJAZ10能够与OsGLK31结合，限制其对OsLOX11的转录激活，但对OsYUCCA1和OsYUCCA3的激活影响不明显。当白背飞虱将miR-133释放到水稻后，OsGLK31的表达受到抑制，生长和防御均受到影响；与此同时，OsJAZ10又进一步限制OsGLK31蛋白对防御通路的激活。虫源miRNA与植物自身调控蛋白的共同作用破坏了水稻的生长–防御平衡，使SRBSDV更易侵染和积累。

图2 虫源miR-133打破水稻生长–防御平衡并促进SRBSDV侵染的机制模型

研究结论

综上所述，研究团队证明了白背飞虱分泌的miR-133通过跨界沉默水稻OsGLK31，影响生长素和茉莉酸合成，并与植物蛋白OsJAZ10共同破坏水稻生长–防御平衡，促进SRBSDV侵染。这一发现为深入理解介体昆虫与病毒协同致病的分子机制提供了科学依据，也为水稻抗病毒育种及病虫害协同防控提供了新的思路。

研究团队

湖南农业大学植保学院博士研究生张蓓蓓和贾尚原为论文共同第一作者，邱林教授和李有志教授为共同通讯作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1674205226003503