编辑推荐：
为探究小麦蚜虫 RNA 病毒多样性及病毒在长期进化中是否参与蚜虫宿主基因表达等问题，研究人员开展了对三种小麦蚜虫（Sitobion avenae、Schizaphis graminum 和 Rhopalosiphum padi）RNA 病毒组和 EVEs 的研究。结果发现 43 种 RNA 病毒和 90 个 EVEs，该研究为理解病毒 - 宿主相互作用提供新视角。
在广袤的农田里，小麦作为全球重要的主食作物，其产量和质量关乎着全球粮食安全。然而，小小的蚜虫却成了小麦生长路上的 “拦路虎”。像麦长管蚜（Sitobion avenae）、禾谷缢管蚜（Schizaphis graminum）和麦二叉蚜（Rhopalosiphum padi），不仅会直接啃食小麦，还会传播植物病毒，让小麦饱受病害折磨。
一直以来，虽然科学技术在不断进步，但关于小麦蚜虫中的病毒多样性，以及那些非逆转录病毒内源性病毒元件（EVEs），人们了解得并不多。比如，这些病毒究竟有多少种类？它们在蚜虫体内是如何分布的？EVEs 又在病毒与宿主长期的 “斗争” 与共同演化中扮演着什么角色？这些问题都亟待解决。为了揭开这些谜团，宁波大学的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在了《BMC Genomics》杂志上。
研究人员开展的是一项综合性研究，主要运用了下一代测序（NGS）技术、转录组分析、基因组分析和系统发育分析等关键技术。他们从公共数据库中检索了大量的 RNA 测序（RNA-seq）数据集，还采集了田间的蚜虫样本进行分析。
研究结果
- RNA 病毒的多样性：通过对 123 个选定数据集和田间样本的 RNA-seq 数据重新组装，研究人员发现了 43 种具有完整 RNA 依赖的 RNA 聚合酶（RdRP）结构域的 RNA 病毒。其中有 12 种是新发现的病毒，被归类到 10 个不同的病毒家族。在这些病毒中，正链单链 RNA（+ssRNA）病毒占主导地位。比如，在麦长管蚜中发现了 9 种新的 + ssRNA 病毒，包括属于 Iflaviridae 科的 Sitobion avenae iflavirus 1（SaIfV1）、Sitobion avenae iflavirus 2（SaIfV2）等。通过对病毒基因组结构和系统发育分析，确定了这些病毒的分类地位12。
- 病毒的分布与丰度：研究人员对三种小麦蚜虫不同地理种群中的病毒丰度进行了系统研究。发现不同蚜虫种类携带的病毒数量和种类有所不同，如麦长管蚜中有 11 种病毒，禾谷缢管蚜中有 10 种，麦二叉蚜中有 19 种。而且，一些新发现的昆虫特异性病毒（ISVs）只在有限的地理种群中被检测到，而部分 + ssRNA ISVs 在大多数蚜虫种群中都存在3。
- EVEs 的鉴定与分析：研究人员在三种小麦蚜虫的基因组中发现了 90 个 EVEs，它们来自 7 个不同的病毒家族。通过系统发育分析发现，这些 EVEs 与相应的外源病毒存在一定的进化关系。例如，来自 Partitiviridae 科病毒的 EVEs 在系统发育树上明显分为两个分支。同时，研究还发现大多数 EVEs 具有转录活性，部分 EVEs 可能在长期进化中被蚜虫宿主利用，成为具有特定功能的新基因45。
- 转录表达分析：对 161 个公开的小麦蚜虫转录组进行筛选后发现，大多数 EVEs 在至少一个数据集中被检测到。部分 EVEs 在多个蚜虫种群中广泛分布且表达水平较高，而有些 EVEs 仅在少数种群中被检测到。研究还发现，一些 EVEs 整合在蚜虫基因组的完整开放阅读框（ORF）编码框架内，并在组装的转录本中表达。此外，分析 EVE 衍生的小 RNA（sRNA）谱表明，许多蚜虫 EVEs 能产生丰富的 sRNA，但也有部分 EVEs 未检测到 sRNA56。
研究结论与意义
这项研究意义重大，研究人员不仅发现了 12 种新的 RNA 病毒和 90 个 EVEs，还分析了它们在不同小麦蚜虫种群中的丰度。这一成果为我们深入了解病毒元件在小麦蚜虫基因组中的整合和驯化过程提供了重要依据，也揭示了它们潜在的功能作用。通过对 RNA 病毒多样性的研究，我们可以更好地了解病毒与宿主之间的相互作用，为防治小麦蚜虫及其传播的病毒病提供理论支持。而对 EVEs 的研究，则有助于我们探索病毒与宿主的共进化历史，为进一步研究昆虫病毒的进化和传播机制奠定了基础。
