问题——病害多发，病毒为何能“越界”扩散 植物病毒长期是影响粮食与经济作物稳产的重要生物灾害之一。多年来的研究表明，不少植物病毒侵染后往往受到韧皮部“局限性”约束，即主要停留在韧皮部等维管组织内活动。韧皮部如同植物体内运输同化物的“快速通道”，同时也构成对外来病原扩散的一道天然屏障，使病毒较难进入周围薄壁细胞并在全株范围内大量复制。然而，在多地生产实践中，双生病毒等病原却常表现出更强的突破能力，导致叶片卷曲、黄化、植株矮化等症状加重，造成产量与品质损失，给区域性蔬菜、茄科作物生产带来持续压力。病毒如何跨越韧皮部“闸门”，一直是植物病理学关注的核心科学问题。 原因——关键“把关者”被找到：PEN3影响病毒扩散边界 针对西南等地区双生病毒病害连续发生的背景，中国农业科学院植物保护研究所科研人员结合多年田间监测、病原与宿主材料积累以及基因组层面的系统比对，锁定ABC转运蛋白PEN3为调控病毒韧皮部局限性的关键因子。PEN3属于跨膜转运蛋白家族，在植物防御反应中被认为与物质运输、屏障构建等过程涉及的。 研究团队在实验条件下，以番茄黄化曲叶病毒和马铃薯卷叶病毒等为代表开展验证。结果显示，在PEN3功能受损的材料中，原本更易被限制在韧皮部的病毒出现“边界松动”，更容易扩展到薄壁细胞并发生更广范围复制与累积。此发现从宿主因子角度给出解释：韧皮部的“锁”并非只由病毒决定，植物自身的“把关者”同样关键；当这一环节出现缺口，病毒跨组织扩散的概率与速度显著上升。 影响——从机理到应用：为广谱抗病提供可能路径 更值得关注的是，PEN3的作用呈现一定广谱性，即其对多类双生病毒相关病害的“隔离”效应特点是普遍意义，而非只针对单一病毒。这一特征意味着，围绕PEN3及其相关防御通路开展研究，有望为多种病毒病害提供共同的防控支点。 从生产角度看，双生病毒传播媒介复杂、变异快、暴发性强，单纯依赖化学防治、媒介控制或单基因抗性，常面临防控成本高、效果波动大等问题。此次研究为构建更稳定、可持续的综合防控体系提供了新的科学依据：通过提升植物自身的“组织屏障”和防御能力，可能在源头上降低病毒系统性侵染风险，从而减少田间疫情扩散。 对策——围绕“靶点”推进：育种、调控与绿色防控协同发力 业内人士认为，下一步工作可从三上展开：一是深化机理解析，明确PEN3在韧皮部—薄壁细胞界面中参与的关键运输物质、信号环节及其与病毒因子的互作关系，为后续精准调控提供理论支撑；二是面向育种应用，评估不同作物品种中PEN3相关基因的自然变异与表达差异，探索将“韧皮部屏障能力”纳入抗病育种指标体系，形成更耐久的抗性来源；三是拓展绿色防控工具箱，在不削弱作物正常生长的前提下，尝试通过分子育种、基因编辑、诱抗制剂或小分子调控等方式增强相关防御通路的效能，并与媒介昆虫治理、检疫监测等措施协同，形成“早发现、可阻断、能持久”的防控链条。 前景——多学科支撑加速转化，服务稳产保供 据介绍，该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中国农业科学院科技创新工程等支持，反映了基础研究与应用需求联动、多学科交叉推进。随着PEN3功能网络继续厘清，其成果有望延伸至作物抗病品种改良、病毒病害风险评估、新型植保产品研发等领域，为提升重要园艺作物和部分粮经作物的抗病能力、保障农业生产稳定提供更多技术储备。（相关成果发表于国际期刊，DOI: 10.1038/s41467-025-67827-w）
这项研究充分反映了基础科学对农业实践的指导意义；从分子机制入手——逐步推进到田间防控实践——正是现代农业科技创新的重要路径。当前，全球农业面临气候变化和病虫害加重等挑战，深入揭示植物与病原物的互作机理、开发高效安全的防控手段，已成为保障粮食安全和农业可持续发展的必然要求。中国农科院的此发现为双生病毒的科学防控开辟了新思路，也为我国农业科技自主创新提供了有力支撑。