科研人员发现双生病毒调控植物免疫平衡实现全新生态功能。传统种群生态学认为生物群落由捕食者、猎物和竞争者组成。寄生性病原，在生态学研究中常常被忽略。随着全球气候变暖等环境因素的改变，生态学家开始重视这些病原，特别是媒介传播的病原的生态学功能。例如寨卡病毒和木薯花叶病毒，在全球入侵危害，影响全球生态系统。
个体微小的虫媒病原在宏观生态系统中发挥了重要作用，但是到目前为止，人们对这些病原扮演的生态学功能的分子机制尚知之甚少。
棉花曲叶病是世界棉花产业中最重要的病害之一，由烟粉虱传播的棉花曲叶双生病毒引起，是我国进境检疫性病毒，严重危害棉花的生长，给棉花生产带来巨大经济损失。
近日，Science杂志综合子刊Science Advances在线发表了中国科学院微生物研究所叶健研究员团队最新论文，揭示了该类双生病毒可以通过感染植物，影响植物—介体昆虫以及与非介体昆虫等生态因子的互作关系，进而改变了昆虫群落结构的组成，实现其全新生态学功能，辅助该病毒在全球范围内的入侵危害。
叶健课题组长期致力于烟粉虱传双生毒毒的致病机制与作物的抗病机理研究，前期已有的研究工作首次发现并报道了木薯花叶病毒入侵我国，揭示了双生病毒等其他RNA病毒，可以通过对宿主植物MYC2介导的多种抗性途径的“胁持”，以改变植物茉莉酸途径调控的次生代谢合成，抑制植物萜类化合成，吸引介体昆虫烟粉虱和蓟马取食，并促进其与介体昆虫的间接互惠共生。
在此项研究中，研究人员发现棉花等植物被双生病感染后，大幅度提宿主植物抵御农业重大害虫—棉铃虫和蚜虫的能力，抗棉铃虫的能力甚至比转杀虫Bt毒基因的抗虫棉还好。该团队同国内外科学家合作，进一步发现双生病毒利用了高等双子叶植物中保守的免疫抗性基因WRKY20调控的植物的免疫平衡制约机制，显著减少植物维管束组织中抗虫化合物的积累，如芥子油苷等，促进传毒介体烟粉虱的种群增长。
但是会提高非维管束组织如叶肉细胞中脂肪族芥子油苷水平，并激活植物体内阿司匹林类药物-水杨酸的产生，从而抑制棉铃虫和蚜虫—烟粉虱的主要竞争对手的生长，进一步促进了与烟粉虱的互惠共生，加速了病毒在全球范围内的入侵，造成了严重的粮食安全和生物安全问题。
在自然和农业生态系统中，病原微生物影响媒介生物和非媒介生物行为及组成是一个普遍的生态学现象，因此病原微生物—媒介昆虫—宿主三者互作研究具有重要的价值。特别是在农业生态系统中，近80%的植物病毒由媒介昆虫传播，通过对病原微生物的定向改造，可以利用其资源属性，为人类社会持久绿色发展提高提供新路径。