ISME | 巴西圣保罗大学颠覆性研究揭示植物病原真菌调节植物和昆虫反应以促进其传播！
轮枝镰刀菌是造成红腐病的原因之一，红腐病是最严重的甘蔗病害。仅在巴西，每季的损失平均约为 10 亿美元。这种病害是由 Diatraea saccharalis 引发的，通常被称为甘蔗螟虫的飞蛾（Cell | 中国农科院张友军团队揭示害虫窃取植物基因以获得超级防御力！）。在其毛虫阶段，这种昆虫钻入植物的茎中，随后被真菌感染（The ISME Journal | 揭示防御假单胞菌定殖植物根部和入侵昆虫的转录组可塑性！PNAS | 美国罗切斯特大学研究揭示植物病原菌同源谱系细菌的专性共生特征！）。
然而，最近的一项研究颠覆了之前的结论。2021年6月14日，国际权威学术期刊ISME发表了巴西圣保罗大学路易斯德奎罗斯农业学院 (ESALQ-USP) Marcio C. Silva-Filho教授团队的最新相关研究成果，题为Fungal phytopathogen modulates plant and insect responses to promote its dissemination的研究论文，该研究表明甘蔗红腐病的触发因素不是昆虫而是真菌。这是第一个经过科学证明的病原真菌为了自身利益而操纵其载体（昆虫）和寄主（植物）的案例。
条件致病真菌不依赖于载体，而是通过其结构中的损伤进入宿主来感染宿主。本研究的案例是不同的，F. verticillioides 改变载体和宿主的特性以促进其传播。本研究为甘蔗种植园中植物-昆虫-真菌的关联建立了一个新的模式（Science | 德国马普化学生态所研究揭示植物如何在不伤害自身的情况下产生防御性毒素! PNAS | 加州大学圣地亚哥分校研究揭示豆类植物如何御敌！）。
此前的研究认为真菌只是利用了飞蛾的毛虫在甘蔗茎上留下的洞。本研究发现情况并非如此，真菌操纵昆虫以穿透植物并操纵植物以吸引更多昆虫。研究人员通过多次实验发现，被轮枝镰刀菌感染的甘蔗会产生挥发性化合物，这些化合物对怀孕的雌蛾是不可抗拒的。受这些化合物的吸引，飞蛾在植物中产卵。当毛虫孵化时，它们会穿透茎并被它们摄取的挥发性化合物所吸引。当它们进入蛹期并发育成成虫时，它们已经是真菌的携带者。这些受感染的幼蛾通过它们的卵将真菌传播给下一代。与健康的飞蛾不同，它们被健康的未受感染的植物中的挥发性化合物所吸引，它们通过在其中产卵来感染这些植物。因此，真菌同时操纵了植物和昆虫，以促进其传播。
真菌操纵昆虫以穿透植物并操纵植物以吸引更多昆虫
由于挥发性化合物的作用，不携带真菌的雌性飞蛾更喜欢在受感染的植物中产卵，而受感染的雌性飞蛾更喜欢健康的植物。红腐病通过这种阴险的机制传播到越来越多的甘蔗种植园。红腐病会破坏甘蔗茎中 50% 至 70% 的蔗糖含量。本研究彻底改变了这种病害的科学，这种病害被认为是对甘蔗最严重的威胁，并对乙醇和糖生产商造成了巨大损失。本研究证明毛虫是载体，与真菌通过毛虫形成的孔进入植物的观点形成鲜明对比。
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