2026年8月25日,kaiyun开云官方网页版植物保护学院侯有明教授团队在重大入侵害虫番茄潜叶蛾致灾机制研究方面取得重要新进展,在国际知名期刊Advanced Science(先进科学)上发表题为《An Effector TaCRVP FromTuta absoluta Oral Secretion Impairs H2O2-Mediated Plant Defense by Targeting Tomato SlCAT2》(番茄潜叶蛾口腔分泌物效应子TaCRVP靶向番茄SlCAT2破坏H2O2介导的植物防御)的研究论文。研究团队从重大入侵害虫番茄潜叶蛾的口腔分泌物中,鉴定到新型唾液效应子TaCRVP。该效应子通过靶向番茄过氧化氢酶SlCAT2,以“促进酶活四聚化和竞争性抑制泛素化降解”的双重策略增强SlCAT2功能,抑制寄主H₂O₂迸发与下游茉莉酸防御通路,帮助昆虫突破植株免疫防御。该成果揭示了鳞翅目害虫精准操控寄主氧化稳态的全新进化策略。

番茄潜叶蛾(Tuta absoluta)原产于南美洲秘鲁,是全球极具毁灭性的重大入侵害虫之一。该虫繁殖能力强、适应性广、扩散速度快,主要危害番茄、茄子、马铃薯等重要茄科经济作物,对作物产量与品质造成严重破坏。自2017年8月在我国新疆首次被发现后,番茄潜叶蛾快速扩散至国内多个番茄主产区,严重威胁我国茄科作物安全生产与特色番茄产业高质量发展。因其极强的危害性与入侵风险,于2022年被列入我国《重点管理外来入侵物种名录》,2023年被增补纳入《一类农作物病虫害名录》。
在植物与植食性昆虫的“军备竞赛”中,活性氧(ROS)是植物响应生物胁迫的关键早期信号分子,它既能传导、放大胞内防御信号,高浓度下还可直接产生毒性,遏制昆虫取食。为破解植物这道防御屏障,植食性昆虫会分泌唾液效应子抑制宿主免疫。然而番茄潜叶蛾依靠何种分子策略精准靶向宿主操控氧化还原稳态,进而实现快速扩张、暴发成灾,始终缺乏清晰的解释。
该研究通过LC-MS/MS在番茄潜叶蛾口腔分泌物中筛选得到富含半胱氨酸的新型效应蛋白TaCRVP,发现其在幼虫取食番茄时显著上调表达,可分泌进入寄主细胞并特异性定位于过氧化物酶体。功能验证表明,TaCRVP能抑制植物PTI免疫与ROS迸发,显著促进幼虫取食与体重增长。

在分子机制层面,研究团队详细揭示了TaCRVP对番茄宿主抗氧化酶SlCAT2的“双重劫持”策略:TaCRVP结合SlCAT2,通过促进SlCAT2的四聚体组装,显著提升了其清除H₂O₂的催化活性;同时鉴定到宿主内源的RING型E3泛素连接酶SlAdBiL可介导SlCAT2的泛素化降解、正向调控番茄抗虫性,而TaCRVP能够竞争性阻断SlAdBiL与SlCAT2的结合,从而抑制SlCAT2被26S蛋白酶体途径降解,提升了该酶的蛋白稳定性。转录组与代谢组学分析进一步证实,TaCRVP介导的ROS迸发可广泛抑制下游的茉莉酸(JA)信号通路,阻断亚油酸代谢等核心防御网络,显著降低了酚类、黄酮类及木质素等防御性次生代谢物的积累。
该研究首次阐明了昆虫效应子双重调控寄主过氧化氢酶的分子范式,解析了番茄潜叶蛾逃逸植物氧化免疫的核心机制。研究结果进一步丰富了植物—植食性昆虫互作的理论认知,同时为基因编辑创制抗虫作物、开发绿色防控技术,提供了重要的理论支撑和分子靶标。

kaiyun开云官方网页版为唯一通讯单位,kaiyun开云官方网页版植物保护学院在读博士生闫建全为第一作者,kaiyun开云官方网页版植物保护学院侯有明教授与彭露教授为共同通讯作者。本研究工作得到国家自然科学基金联合基金重点项目(U22A20489)和国家自然科学基金国际(地区)合作与交流重点项目(32361143791)的资助。
文章链接:http://doi.org/10.1002/advs.77331
作者简介:

通讯作者:侯有明教授
侯有明,kaiyun开云官方网页版植物保护学院院长/二级教授,国务院学科评议组成员,国家级高层次领军人才,国家百千万人才工程人选、国家有突出贡献中青年专家,享受国务院特殊津贴专家,全国农业科研杰出人才等,领导的团队分别入选科技部创新人才推进计划重点领域创新团队和农业农村部科研杰出人才创新团队,教育部“植物保护专业虚拟教研室”带头人,“植物保护”国家一流专业、国家级一流本科课程“农业昆虫学”负责人。现兼任农林生物安全全国重点实验室副主任,教育部生物农药与化学生物学重点实验室主任,福建省昆虫生态重点实验室主任,中国昆虫学会常务理事、福建省昆虫学会理事长,担任《生物安全学报》副主编,《Crop Health》《昆虫学报》《应用昆虫学报》等编委。多年来,一直从事害虫生态控制和入侵生物预防与控制的教学和研究工作,主持完成国家自然科学基金联合重点项目(2项)、国际合作重点项目、国家重点研发计划项目和课题等30多项国家和省级科研项目,出版专著、教材等8部,发表学术论文360多篇,其中SCI收录150多篇。科研成果获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖4项、第六届中国侨界贡献(创新成果)奖1项等。

通讯作者:彭露教授
彭露,kaiyun开云官方网页版植物保护学院教授,博士生导师,院长助理。福建省农产品安全技术平台副主任,农林生物安全全国重点实验室青年骨干,科技部人才推进计划重点领域创新团队与农业部创新团队核心成员。长期从事重大农业害虫与入侵害虫灾变机理与遗传控制研究。入选福建省高层次人才(B类),福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才,福建省百千万人才工程人选等。兼任福建省昆虫学会副秘书长,中国植物保护学会生物入侵分会副秘书长、中国昆虫学会外来物种及检疫专业委员会等多个专委会委员/青年委员,《Journal of Integrative Agriculture》青年编委等。先后主持国家重点研发计划课题、国家基金面上(青年)项目、福建省重大专项、福建省农业攻关项目、福建省基金面上项目等17项,以骨干成员参与国家基金国际(地区)合作与交流项目和福建省重大专项各1项。在Advanced Science,International Journal of Biological Macromolecules,Entomologia Generalis,Insect Biochemistry and Molecular Biology等期刊发表高水平论文40余篇,参编中/英文专著各1部,参编教材1部,授权发明专利1项,申请6项。主持建设国家级科技小院1个。

第一作者:闫建全博士生
闫建全,kaiyun开云官方网页版植物保护学院2023级博士研究生,主要研究方向为入侵生物与分子生物学,以第一作者在Advanced Science国际学术期刊发表论文1篇。
