植物病毒讓蚜蟲（aphid）長翅膀！

 

正在生小蚜蟲的蚜蟲。圖片來源：維基百科

蚜蟲（aphids）是蚜總科（Aphidoidea）下所有成員的總稱。蚜蟲靠著口器刺穿植物的篩管（phloem），由於篩管內有壓力，所以一旦刺穿，篩管內的液體就源源流入蚜蟲。蚜蟲在進食過程中常常會將攜帶的植物病毒傳播到宿主植物上，造成宿主患病甚至死亡。更何況，吸食篩管汁液會影響農作物產量。所以，蚜蟲是農作物害蟲防治的重要目標之一。

雖然蚜蟲有雌雄之分，但一年之中大部分的時候雌蚜蟲都可不經交配直接產下小蚜蟲（如上圖），到秋冬時，雌蚜蟲才會跟雄蚜蟲交配產卵過冬。

最近的研究發現，黃瓜花葉病毒（cucumber mosaic virus，CMV）所帶有的Y-衛星RNA（Y-sat）具有讓蚜蟲長出翅膀的能力。過去的研究發現，帶有Y-sat的黃瓜花葉病毒在感染煙草時，會讓受感染的葉片區域變黃，而蚜蟲會受到黃色吸引（那就是為何黏蟲貼片都是黃色的）。

受到黃色吸引的蚜蟲，在吸食這些含有Y-sat的病毒的汁液後，會生出明顯較多紅色的若蟲（nymph）。這些紅色的若蟲後來便長出翅膀來，但綠色的若蟲就不會長翅膀。

研究團隊發現，雖然變黃色的區域的病毒量並不高（比綠色區域低了13.5倍），但並不影響蚜蟲感染植物的能力，而黃色的區域光合作用的能力也並未減少。

長出翅膀對蚜蟲的生存當然是一種利多，但是黃瓜花葉病毒究竟是怎麼讓蚜蟲產生這種變化的？進一步的研究發現，這些有Y-sat的CMV進入蚜蟲體內後，會產生25-33個核苷酸長的干擾RNA（siRNA）。很妙的是，Y-sat只有22-25個核苷酸長，所以到底這較長的干擾RNA是怎麼產生的？研究團隊還沒有答案，但是他們發現，受到Y-sat CMV感染的蚜蟲，與翅膀發育的兩個基因Apns1與ABCG4的表現量都上升了，這可能是牠們長出翅膀的原因。

參考文獻：

Jayasinghe, W.H., Kim, H., Nakada, Y. et al. A plant virus satellite RNA directly accelerates wing formation in its insect vector for spread. Nat Commun 12, 7087 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27330-4