粮食安全是全球农业的核心议题，而水稻作为我国主要口粮，其病虫害防治始终是保障产量的关键。近日，中国科学院动物研究所张晓明团队和分子植物卓越中心Ian T. Baldwin院士团队在《Science Advances》发表研究成果“Arboviruses manipulate rice's volatile emissions, protecting insect vectors from natural enemies in the field”，揭示了水稻虫媒病毒的“生存智慧”——通过调控水稻挥发物释放保护媒介昆虫，同时为绿色农业防控技术提供了全新解决方案。

在水稻田间，灰飞虱、白背飞虱等媒介昆虫不仅直接取食水稻，更会传播条纹病毒（RSV）、南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）等病毒，导致水稻减产甚至绝收。传统化学防治虽能暂时控虫，却易造成环境污染和害虫抗药性，如何实现生态友好型防控成为行业难题。

研究团队发现，健康水稻在遭受媒介昆虫侵害时，会释放一种关键挥发物——水杨酸甲酯（MeSA）。这种“植物警报信号”既能驱避灰飞虱等害虫，又能精准吸引寄生蜂等天敌寄生灰飞虱等害虫虫卵，通过自然捕食这一间接防御实现害虫种群调控，是作物自带的生态防御系统。

为了促进自身传播，狡猾的虫媒病毒早已进化出应对策略：病毒通过编码NS2蛋白，与水稻体内关键转录因子OsMYC2结合，阻止其进入细胞核激活水杨酸甲酯合成关键基因OsBSMT1的表达。这一“操纵”直接导致水杨酸甲酯合成减少，水稻的“警报”失声，导致寄生蜂无法被吸引，媒介昆虫得以逃脱天敌捕食，进而更广泛地传播病毒，形成“病毒-害虫”的恶性循环。

针对这一“漏洞”，研究团队在江苏句容开展了两年150亩的大田试验，发现外源施加水杨酸甲酯能完美修复水稻的防御系统：施加水杨酸甲酯后，寄生蜂对媒介昆虫卵的寄生率从40%左右恢复至60%，害虫种群数量显著下降，病毒传播得到有效遏制。这种方式无需依赖化学农药，仅通过补充植物天然挥发物，就能调动自然天敌的控害作用，真正实现“以虫治虫”的绿色防控。更值得关注的是，这一现象在多种水稻病毒与媒介昆虫组合中均存在。

该研究阐明了水杨酸甲酯介导的“植物-病毒-媒介昆虫-天敌”四元互作机制，不仅为解析作物病虫害生态调控网络提供了理论支撑，更研发出可直接应用于田间的低成本、环境友好型病虫害防控技术。相较于传统化学防治，水杨酸甲酯制剂使用方便、无残留，契合现代农业“减药增效”的发展方向，为保障粮食安全和生态安全开辟了新路径。

该研究成果由中国科学院动物研究所联合分子植物卓越中心等机构共同完成，动物研究所博士后刘青和博士生王乾为论文共同第一作者，张晓明研究员和Ian T. Baldwin院士为该文共同通讯作者。动物研究所崔峰研究员团队做出了重要贡献，北京大学生命科学学院焦雨铃教授团队参与了该研究，工作得到了动物研究所康乐院士、分子植物卓越中心陈晓亚院士、南京农业大学万建民院士、江苏省农科院季英华研究员、福建农林大学李毅教授、镇江农科院于居龙博士等的帮助和大力支持。国家自然科学基金、科技部重点研发计划和北京市自然科学基金等项目对本研究提供了资助。

原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aeb5215

图1 MeAS在田间具有生态防控功能（江苏稻田）

图2 水稻病毒RSV通过改变OsMYC2蛋白定位下调OsBSMT1转录减少水杨酸甲酯挥发

图3 人工施加水杨酸甲酯逆转由病毒造成的寄生率降低

图4 虫媒病毒操控水稻挥发物保护媒介昆虫免受天敌伤害