棉铃虫蛾毛虫爬得越来越高,它小小的身体不停地刮着一片又一片叶子。到达植物顶部后,它就会死亡,从而促进了病毒的传播。
这种致命的进化背后的一种病毒操纵着与毛虫视觉有关的基因。研究人员在3月8日的《分子生态学》在线版上报告说,198198彩注册彩注册正规网址是什,结果是,这些昆虫比平时更容易被阳光吸引。
参与毛虫入侵的病毒是一种杆状病毒。北京中国农业大学的昆虫学家刘晓霞说,这些病毒可能已经和它们的昆虫宿主一起进化了2亿到3亿年。杆状病毒可以感染800多种昆虫,主要是蛾类毛虫和蝴蝶。一旦被感染,宿主就会表现出“树顶疾病”,在死亡前被迫爬上树,把它们高高在上、感染了的尸体留给食腐动物享用。
刘说,这些病毒的聪明伎俩已经被发现了一个多世纪。但它们是如何将毛毛虫变成僵尸,并最终走向死亡的,我们不得而知。
之前的研究表明,受感染的毛毛虫表现出更强的“趋光性”,这意味着它们比未受感染的昆虫更容易被光线吸引。Liu和她的团队在实验室中使用感染了一种名为HearNPV的杆状病毒的棉铃虫蛾(Helicoverpa armigera)证实了这种效果。
研究人员在LED灯下比较了受感染和未受感染的毛毛虫在玻璃管内的位置。未受感染的毛虫会在网中来回徘徊,但会在化蛹前回到底部。这种行为是有道理的,因为在野外,这个物种在地下长大成人。但被感染的宿主最终会死在网的顶部。光源越高,感染宿主爬得越高。
研究小组移到水平面,以确认宿主是对光线而不是重力做出反应,他们将毛毛虫放在一个六边形盒子里,其中一个侧面板被照亮。在感染后的第二天,宿主毛虫爬到光照下的次数大约是未感染的毛虫的四倍。
当研究人员通过外科手术切除受感染毛虫的眼睛,并将其放入盒子时,这些失明的昆虫被光线吸引的频率是未受感染宿主的四分之一。这表明病毒利用毛虫的视觉来攻击自己。
然后,研究小组比较了受感染和未受感染幼虫体内不同部位特定基因的活跃程度。视蛋白是一种对视觉至关重要的光敏蛋白质,它的两个基因主要在眼睛中被检测到,它们在病毒感染后变得更加活跃,另一个与视觉有关的基因TRPL也是如此。它对细胞膜上的一个通道进行编码,该通道涉及光转换为电信号。
当该团队使用基因编辑工具CRISPR/Cas9关闭受感染毛虫的视蛋白基因和TRPL时,被盒子里的光吸引的宿主数量大约减少了一半。它们在网眼上死亡时的高度也降低了。
Liu说,杆状病毒似乎能够霸占毛虫视觉的基因结构,利用光线对昆虫的古老重要性。
光可以提示昆虫的重要生物过程,从指导它们的发育时间到设置它们的迁徙路线。
位于曼哈顿的堪萨斯州立大学的病毒学家洛雷纳·帕萨瑞利(Lorena Passarelli)说,这些病毒在其他方面已经是已知的操纵大师,它们可以调整宿主的嗅觉、蜕皮模式和细胞的程序性死亡。帕萨瑞利没有参与这项研究。这项新的研究表明,病毒操纵“另一种宿主生理过程:视觉感知”。
帕萨瑞利说,关于这种视觉劫持, 198彩娱乐注册网址就在这里,官方注册才安全有198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。,还有很多东西需要了解。例如,目前还不清楚是哪种病毒基因首先将毛毛虫变成了追逐阳光的僵尸。