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一种毁灭性的棉花病毒在美国农田中潜伏未被发现近20年

一种破坏性棉花病毒曾被认为是新近入侵者,但实际上已在美国田间潜伏了近二十年。新研究表明,棉花卷叶矮缩病毒早在2006年就已存在,远早于其被正式鉴定之前,便已悄然蔓延至主要棉花种植州。科学家利用现代工具重新分析了旧的遗传数据,揭示了该病毒传播的一段隐秘历史——包括其在加利福尼亚州的首次确认出现,甚至在动物饲料中也发现了其踪迹。

这项由美国农业部农业研究局的科学家与康奈尔大学的合作者共同发表在《植物病害》上的研究,推翻了关于该病毒何时首次出现在美国棉花中的长期观念。这项工作还强调了现代数据分析如何揭示隐藏在旧样本中被忽视的危险,这些样本是在该病毒引起关注数年前收集的。

档案样本中发现的证据

“CLRDV于2017年被正式检测到,因此人们假设它只是最近才进入美国,”Alejandro Olmedo-Velarde说,他曾任康奈尔大学博士后研究员,现任爱荷华州立大学植物病理学、昆虫学和微生物学系助理教授。“我们的研究表明,这种病毒实际上在那之前很久就已经存在于该国的棉花带中。我们在2006年密西西比州、2015年路易斯安那州和2018年加利福尼亚州的样本中发现了该病毒的明确证据。”

为了验证这些结果,研究人员于2023年进行了实地调查,从南加州收集了新的棉花样本。实验室分析证实CLRDV目前存在于该州——这代表了加利福尼亚州首次正式检测到该病毒。

数据挖掘如何揭示隐藏的威胁

研究的一个主要部分涉及重新审查存储在公共数据库中的遗传信息。通过仔细重新检查这些数据集,团队识别出与已知美国CLRDV株系紧密匹配的病毒遗传物质。这种方法有助于绘制该病毒随时间和跨地区传播的图谱,加强了开放、维护良好的遗传数据库对于追踪植物病害和改善早期检测的价值。

 

研究人员还在一个不寻常的地方发现了该病毒的证据:一份来自参与加利福尼亚一项研究的一头牛的消化道样本。这些发现支持了这样一种观点,即该动物可能食用了被CLRDV污染的植物性饲料。虽然这并不表明动物会被感染,但它提供了额外的见解,让我们了解在该病毒被正式识别之前,其传播范围可能有多广。

与长期作物损害的可能联系

这项研究使棉花科学中一个长期争论的问题——铜色萎蔫病——重新受到关注。研究人员提出CLRDV可能与铜色萎蔫病症状有关,这一理论过去曾让专家们产生分歧。“现在,随着更多研究与我们的发现相一致,这一观点正获得支持,”Olmedo-Velarde说。“它可能有助于解释长期的作物损失,并为未来的病毒监测策略提供信息。”

为何这些发现对种植者至关重要

农业研究局科学家Michelle Heck博士强调了这些结果对农民的重要性。“对于种植者来说,这些发现既是警示也是行动号召。CLRDV在美国农田存在的时间远比任何人意识到的要长,而且其广泛程度可能超过目前的报告。了解该病毒如何以及为何在这么长时间内未被发现——以及为何它现在正成为一个更大的问题——对于制定有效的管理策略至关重要。”

总体而言,这项研究强调了生物信息学、植物病理学和跨科学领域合作日益增长的重要性。它还表明,如果研究人员知道在哪里以及如何寻找,现有数据可能已经包含了新发农业威胁的早期预警信号。