真菌王国里的病毒游侠

科学家发现,几乎所有真菌都携带病毒。这些真菌病毒形态各异,传播方式独特,不仅能赋予真菌宿主新的能力(如耐热性),还能跨界感染植物,影响整个生态系统。更重要的是,这些病毒可以被用作生物防治工具,通过削弱致病真菌来保护农作物,甚至有望保护动物免受真菌感染,这标志着真菌病毒研究进入了一个“黄金时代”。

病毒遍布真菌王国

几乎所有真菌体内都存在病毒,但直到 1962 年,科学家才确认是病毒导致了蘑菇生病。如今,研究人员认为我们正处于真菌病毒研究的“黄金发现时代”,因为它们展现了各种奇特的互动方式。

    • 普遍存在: 病毒在真菌中极为常见,一个真菌体内甚至可以发现超过 20 种不同的病毒。
    • 形态多样: 它们的基因组大小不一,有的只有几个基因,有的则有超过 300 个。
    • 传播特殊: 大多数真菌病毒不像流感病毒那样在空气中传播。它们通常在地下,当两条真菌菌丝相遇并融合时,病毒便会随之传播。

值得注意的是,一些病毒非常独特。例如,日本科学家发现一种病毒没有自己的蛋白质外壳,而是“借用”另一种病毒的外壳,他们将其形象地称为 “寄居蟹” (yado-kari) 病毒。

不只是致病,也能带来益处

病毒对真菌宿主的影响各不相同,有些会引起疾病,但有些则能带来意想不到的好处。

    • 提供耐热性: 在黄石国家公园,科学家发现一种草只有在与携带特定病毒的真菌共生时,才能在高达 65°C 的土壤中生存。这种耐热性完全依赖于草、真菌和病毒三者的共存。
    • 增强传播力: 导致北美蝙蝠大规模死亡的“白鼻综合征”是由一种真菌引起的。研究发现,这种真菌携带的一种病毒,似乎增强了其孢子的形成能力,从而使其破坏性更强,传播得更快

跨界感染与生物防治

真菌病毒最令人兴奋的应用之一在于其作为生物防治工具的潜力,帮助人类对抗有害真菌。

跨界穿梭的病毒

一些病毒可以在不同物种王国之间穿梭。研究发现,通常感染黄瓜等植物的黄瓜花叶病毒,也可以感染真菌,并借助真菌传播给其他植物。反之,一些真菌病毒也能感染植物,这揭示了病毒传播和进化的一个重要因素。

变害为宝的“疫苗”

科学家正利用病毒来对抗危害农作物的真菌。

最具突破性的发现是,一种病毒不仅能削弱致病真菌,还能将其从“害虫”变成对植物有益的“疫苗”。

    • 工作原理: 这种被病毒感染并削弱的真菌被喷洒在作物上后,会激发植物自身的防御系统。这使得植物不仅能抵抗这种真菌,还能更好地抵御其他病害。
    • 显著效果: 经过这种处理的植物,其生长和产量都得到了提升。田间试验表明,该技术显著提高了油菜、水稻和小麦的产量
    • 未来展望: 科学家推测,未来或许可以用同样的方法保护两栖动物免受致命真菌的侵害,或保护人类免受某些霉菌感染。虽然这些应用目前还只是“一个想法”,但它为我们利用病毒来解决生态和健康问题开辟了新的道路。