自然界中存在大量的植物病原体，如病毒、真菌、卵菌、细菌、植原体和线虫等。植物病原体引起的植物病害每年会造成全球农作物产量损失高达40%，给全球经济带来超过2200亿美元的损失(Savary et al., 2019)。令人担忧的是，其中大约一半左右植物病害的发生与病毒有关。植物病毒作为一种毁灭性的植物病原体，严重威胁全球粮食安全和经济发展(He and Creasey Krainer, 2020; Savary et al., 2019)。迄今为止，已有2026种不同类型的植物病毒被报道(https://ictv.global/vmr)，随着病毒鉴定和诊断技术的快速发展，这一数字将继续增加。植物病毒可通过昆虫介体、贸易和人类农业活动等多种途径在全球范围内广泛传播。目前，世界上大多数已知的植物病毒在我国也均被发现。
自从一百年前第一例植物病毒—烟草花叶病毒(TMV)被鉴定以来，人们对于植物病毒的认识有了巨大的进步。随着我国的改革开放，植物病毒学研究在过去的40年中飞速发展。这一领域经历了从植物病毒病害的调查和鉴定，到深入研究病毒的基因组、病毒的结构与功能；从对病毒病害的宏观描述到病毒致病的分子机制的揭示；从缺乏对植物病毒防治手段，逐渐建立了综合防控策略，并利用基因工程技术培育了抗病毒植物。与此同时，植物病毒与寄主植物的互作，植物病毒与传毒介体如昆虫/真菌的互作，以及病毒、介体昆虫/真菌和寄主植物之间复杂的多元互作等交叉学科研究也蓬勃发展(Chen and Fang, 2014)。近日，JIPB在线发表了福建农林大学李毅教授、中国农业科学院植物保护研究所周雪平教授和福建农林大学吴建国教授等联合国内多家科研单位合作撰写的综述“Plant Virology in the 21st Century in China: Recent Advances and Future Directions” (https://doi.org/10.1111/jipb.13580)。回顾了过去20年我国植物病毒学领域取得的一系列开创性进展。包括：(1) 新病毒的检测和鉴定：我国研究人员成功检测和鉴定了许多新出现的，危害作物的新病毒，并发现了真菌中的新病毒以及类似病毒的RNA；这些研究不仅有助于更好地理解植物病毒，还为防治由真菌引发的作物病害提供了新的途径；(2) 水稻抗病毒RNAi：首次系统性揭示了水稻AGO18广谱抗病毒功能，AGO18作为水稻抗病毒免疫的核心元件，担任小分子RNA的“分子锁扣”的功能，介导miR168和miR528，分别调控AGO1和ROS路径发挥抗病毒功能。(3) 植物激素的关键作用：这些研究揭示了植物激素如赤霉素、脱落酸、茉莉酸、水杨酸、乙烯、生长素在病毒侵染和抗病毒防御中的关键作用；(4) 信号分子的研究：系统解析了对病毒侵染做出响应并调控下游抗病毒通路中的信号分子，包括Ca2+信号, JA, SA, ROS, RNAi和其他植物抗病毒免疫路径; (5) 病毒编码蛋白的作用机理：研究发现植物病毒编码的蛋白可以通过定位改变，从质膜转移到叶绿体，并抑制水杨酸介导的植物防卫反应；(6) NLR免疫受体的研究：解析了NLR免疫受体识别并诱发抗番茄斑萎病毒的分子机制，并阐明了病原体效应子NSs如何靶向激素受体促进病毒感染，以及Tsw NLR免疫受体如何模拟植物激素受体，“诱骗”病毒效应子NSs，继而监视病毒攻击最终激活植物免疫实现抗病这一过程；(7) 茎尖脱毒分子机理的研究：发现了WUSCHEL介导的抗病毒免疫阻止病毒进入茎尖分生组织的分子机制，促进了我们对利用茎尖脱毒分子机理以及病毒对抗宿主RNA沉默以促进病毒进入分生组织的理解；(8) 细胞自噬的作用：揭示了细胞自噬作为一种植物抗病毒防御机制的作用，以及病毒如何靶向细胞自噬相关蛋白或利用细胞自噬降解抗病毒组分，从而促进病毒侵染；(9) 卵黄原蛋白和共生细菌的重要作用：发现昆虫卵黄原蛋白和共生细菌在病毒经卵传播途径中起到重要作用；(10)工具开发：开发了多个用于经济作物基因功能研究的病毒诱导基因沉默载体和基因编辑载体；(11) 抗病毒品种培育：通过转基因技术，培育了抗番木瓜环斑病毒（PRSV）的番木瓜品种“华农1号”, 获得了转基因生物安全证书并被大规模推广种植，种植面积已达30至50万亩。
该综述围绕病毒生物学、病毒致病机制，植物抗病毒机制、病毒-介体-植物三者互作以及植物病毒载体开发5个方面详细总结了过去20年我国植物病毒学取得的重要成果。综述首先详细总结了植物正义链RNA病毒、负义链RNA病毒、双链RNA病毒、DNA病毒和类病毒的致病机制研究，还介绍了过去20年中，新发现的对我国农业生产有重要危害的10个重要病毒病害。其次详细总结了在病毒与寄主植物之间长期的“军备竞赛”中发生在DNA、RNA和蛋白质等不同水平上的分子调控，重点介绍了RNA沉默、植物激素、细胞自噬、(显/隐性)抗性基因和表观遗传介导的抗病毒机制。第三，强调了我国在病毒—媒介昆虫互作、病毒—媒介昆虫—植物互作和其他微生物参与的多元互作研究方向上的重要贡献。另外，综述还描述了我国植物病毒学家如何针对抗病毒育种开展了植物病毒的应用研究，包括抗病毒植物的培育和病毒载体工具开发。最后，简要介绍了我国植物病毒学研究的现有力量和学科特色，并指出了未来我国植物病毒研究的若干重要方向。总之，这一综述为读者全面了解我国植物病毒学的研究现状提供了重要资料，并对我国植物病毒学的未来发展提供了有价值的参考。图2. 病毒与寄主植物复杂互作过程中的多层分子调控福建农林大学吴建国教授、中国农业大学张永亮教授，中国农业科学院植物保护研究所李方方研究员和中国科学院动物研究所张晓明研究员为本论文的共同第一作者。福建农林大学李毅教授和中国农业科学院植物保护研究所周雪平研究员为本论文的共同通讯作者。中国科学院微生物所叶健研究员和张莉莉研究员、福建农林大学的魏太云研究员、浙江大学李正和教授、南京农业大学陶小荣教授、中国科学院动物研究所崔峰研究员、中国农业大学李大伟教授和王献兵教授、宁波大学燕飞研究员、中国农业科学院植物保护研究所李世访研究员和清华大学刘玉乐教授也对本综述的完成做出了重要贡献。论文撰写过程中还得到了中国科学院微生物所研究所方荣祥院士和宁波大学陈剑平院士的大力帮助和宝贵建议。福建农林大学的陈倩教授和赵珊珊博士、中国科学院微生物所张璇博士、中国农业大学杨萌博士、张定谅博士和张乾申、中国科学院动物研究所霍梁霄博士、刘莎莎博士、刘洋博士、丁晨曦博士、周文玲博士和中国农业科学院植物保护研究所李召雷博士、龚攀博士和张志想博士也对论文撰写提供了帮助。该工作得到了国家自然科学基金的资助。
Chen, X., and Fang, R. (2014). The study of plant viruses in China during the last 40 years. Microbiology China 41: 437-444.
He, S., and Creasey Krainer, K.M. (2020). Pandemics of people and plants: which is the greater threat to food security? Molecular Plant 13: 933-934.
Savary, S., Willocquet, L., Pethybridge, S.J., Esker, P., McRoberts, N., and Nelson, A. (2019). The global burden of pathogens and pests on major food crops. Nature Ecology & Evolution 3: 430-439.
