综述：气候变化背景下虫传作物病毒侵染的挑战

《Tropical Plant Pathology》：Challenges with insect-transmitted viruses infecting crops in a changing climate

　　

气候变化将在多方面影响农业生产，包括作物病毒病害的发生频率与危害程度。尤其全球寒冷区域面临升温趋势，进而推高病毒灾害风险。2011年的一项前期研究曾预测，瑞典多种虫传病毒的风险将显著上升：包括侵染油菜的芜菁黄化病毒（Turnip yellows virus, TuYV）、侵染谷物的黄矮病毒复合种（Yellow dwarf viruses, YDVs）、侵染小麦的小麦矮缩病毒（Wheat dwarf virus, WDV）、侵染马铃薯的马铃薯Y病毒（Potato virus Y, PVY），以及侵染温室番茄的番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）。自该预测发布至今的观测数据显示，受秋季变暖与新烟碱类杀虫剂禁用政策的共同驱动，冬作物的TuYV与YDVs侵染率确实呈上升趋势；与之相反，WDV与PVY的流行程度未出现预期增长，TYLCV亦未在瑞典完成定殖。现有证据表明，尽管气候变暖已导致部分病毒病流行加剧，但仍有大量生物与非生物因子可限制其他病毒的扩散。面向未来，研究人员需强化病毒早期监测体系以实现风险快速预警，并持续推进作物病毒传播的防控实践。

引言

气候变化已被证实会提升人类、动物及植物的病原侵染风险，相关气象变化与病害发生的关联在多案例中已得到实证。北欧地区漫长的寒冬曾长期阻隔多种植物病原与害虫的传入，而全球变暖正显著改变瑞典的病害与媒介昆虫格局，大幅提升多种作物病毒的发生风险。距Roos等人2011年发表相关预测已过去15年，本研究旨在对该预测的实际兑现情况进行系统性回溯验证。

许多植物侵染性病毒由昆虫介体传播

病毒侵染可导致栽培作物严重减产并引发品质下降，谷物、果树、豆类、蔬菜及根茎类作物均面临潜在威胁。在植物病毒流行学中，传播方式是决定流行强度的核心要素，其中昆虫介体传播最为普遍，半翅目（Hemiptera）刺吸式昆虫（如蚜虫、粉虱、粉蚧、叶蝉、飞虱）是主要载体，蓟马与甲虫也具有重要传播作用。温带地区蚜虫是优势病毒介体，亚热带与热带地区则以烟粉虱（Bemisia tabaci）复合种为核心介体，介导菜豆金色花叶病毒属（Begomovirus）病毒的扩散。病毒病防控除依赖无病种苗与抗病品种外，核心策略为阻断介体传播，但主效害虫的抗药性演化已削弱化学防治效能，叠加新烟碱类杀虫剂的禁用等环境管控措施，进一步提升了作物病毒侵染风险，而气候变暖则在此基础之上持续叠加风险层级。

北欧的气候变化特征

全球所有区域均呈现明确的长期变暖趋势，高纬度地区升温尤为显著。2025年欧洲大部分地区气温大幅高于历史均值，2015至2025年为有记录以来最暖的11年，其中2023、2024与2025年位列历史前三位，其驱动因素为人类活动导致的气候变暖与厄尔尼诺等海洋变率的协同放大效应。在芬诺斯坎迪亚（丹麦、芬兰、挪威、瑞典）与波罗的海国家（爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛），全球变暖表现为气温升高、暖日增多与冷日减少。在典型浓度路径RCP4.5情景下，本世纪末瑞典南部的夏日天数将翻倍，霜冻日数将减少20%–50%。

气候对植物病原的预测影响

研究预测高纬度地区升温将同步推高作物产量与病原侵染风险，而热带地区产量保持稳定、病原风险下降。针对北欧与波罗的海国家的专项预测显示，真菌与卵菌类病原丰度将上升，侵染风险期延长，新病原引入概率增加。除真菌与卵菌外，气候变暖同样将推高病毒侵染水平：已有综述明确，温度升高、降水与风场变化、CO₂浓度上升等因素将通过多路径影响介体活性、病毒复制与寄主抗性，进而改变病毒流行格局。变暖气候下，介体昆虫可向高纬度新区扩散，一旦定殖即可延长年活动周期、增加世代数并实现越冬，导致幼苗在秋春季即被侵染。中国1951–2017年的历史数据证实，桃蚜（Myzus persicae）、棉蚜（Aphis gossypii）与禾谷缢管蚜（Sitobion avenae）的发生期与迁飞期随变暖显著延长。同时，新作物引种、杂草群落演替与农艺措施变更也会协同影响病毒传播。值得注意的是，杀虫剂限用政策虽推高风险，但昆虫总体丰度的下降可在一定程度上抵消该效应。巴西与中国的最新研究均证实，气候变暖已导致玉米甘蔗花叶病毒（Sugarcane mosaic virus, ScMV）等虫传病毒的发生风险显著上升。

2011年Roos等人的研究曾针对瑞典作出明确预测：蚜传的芜菁黄化病毒（TuYV，Polerovirus TUYV，多乐病毒属， Solemoviridae科）将加重油菜危害；黄矮病毒复合种（YDVs）将加重谷物危害；蚜传的马铃薯Y病毒（PVY，Potyvirus yituberosi，马铃薯Y病毒属，Potyviridae科）将加重马铃薯危害；叶蝉Psammotettix alienus传播的禾谷多瘤病毒（WDV，Mastrevirus hordei，玉米褪绿矮缩病毒属，Geminiviridae科）将加重小麦危害；同时温室番茄面临番茄黄化曲叶病毒（TYLCV，Begomovirus coheni，菜豆金色花叶病毒属，Geminiviridae科）及其烟粉虱介体的定殖风险。经过15年的实际观测，现已具备对上述预测进行验证的条件。

变暖气候下虫传病毒作物侵染率的观测效应

秋季延长显著提升了冬作物的虫传病毒侵染风险。作物苗期对病毒高度易感，秋季侵染的危害远高于春季介体迁出期的侵染。黄矮病毒复合种包含黍花叶病毒科（Tombusviridae）的黄体病毒属（Luteovirus）与多乐病毒属（Polerovirus）多个物种，包括大麦黄矮病毒PAV（BYDV-PAV，Luteovirus pavhordei）、MAV（BYDV-MAV，Luteovirus mavhordei）、PAS（BYDV-PAS，Luteovirus pashordei）、OYV（BYDV-OYV）及 cereal yellow dwarf virus RPS（CYDV-RPS，Polerovirus CYDVRPS），由禾谷缢管蚜、鸟樱燕麦蚜（Rhopalosiphum padi）等持久性传播。早播冬小麦与冬大麦的侵染风险最高，蚜虫可在降温前获得充足迁飞与增殖时间。2006与2014年瑞典南部曾出现YDVs高发，波兰与丹麦2015年冬谷物也出现大面积流行，未施药早播田块损失严重，部分需翻耕改种春作物。

TuYV同样为蚜虫持久性传播病毒，寄主范围涵盖油菜与豌豆，是欧亚澳多地的重要病原。瑞典的监测数据显示，1999–2005年至2019年，油菜中TuYV的检出率大幅上升：2019年南部斯科讷省的21块田中，90%田块的检出率达55%以上，部分田块高达90%–100%，而1999–2005年的同期检出率普遍低于20%。该上升趋势与秋季蚜虫种群扩张、冬油菜种植面积扩大及欧盟新烟碱类种子处理剂禁用直接相关，冬油菜替代春油菜虽提升产量，但也同步增加了TuYV侵染风险。

WDV由Psammotettix alienus叶蝉持久性传播，寄主涵盖多种谷物与禾草，自20世纪初即周期性造成瑞典冬小麦减产。1997年瑞典曾暴发50年来最严重的WDV疫情，重病田损失可达90%，早播、免耕连作与未翻耕的休闲田是核心风险因子，因这些场景利于自生苗带毒与叶蝉越冬。2002–2020年的长期监测显示，WDV并未随变暖出现流行上升，反而叶蝉种群呈缓慢下降趋势。秋季均温与次年病害发生呈显著正相关，而秋季降水与夏季温度无显著影响。风险区农户已采纳晚播、轮作翻耕、清除自生苗等措施，结合官方叶蝉与病毒监测预警体系，有效遏制了病害扩散。

PVY是全球马铃薯的首要病毒病原，蚜虫非持久性传播导致杀虫剂防控效果有限，核心管理策略为无病毒种薯认证。北欧PVY发生率低于欧洲其他地区，瑞典自2011年以来未发生显著流行变化，年度波动主要与蚜虫迁飞期早晚相关。爱沙尼亚2007–2022年的种薯监测显示，PVY发生率呈显著下降趋势，归因于严格的种薯检测与抗病品种推广。

菜豆金色花叶病毒属病毒是热带亚热带番茄的核心威胁，温带温室也面临TYLCV定殖风险。瑞典与爱沙尼亚超市番茄检测显示进口果实常携带TYLV，盆栽一品红上也频繁截获B. tabaci，但北欧温室尚未发现TYLCV稳定定殖。2019年爱沙尼亚温室首次检出番茄卷叶新德里病毒（Tomato leaf curl New Delhi virus, ToLCNDV），经溯源与根除后未再扩散，推测严格的检疫管控阻止了B. tabaci与相关病毒在北欧的定殖。

综上，蚜传的TuYV与YDVs确实因秋季变暖与杀虫剂禁用而流行加剧，而WDV、PVY未发生预期上升，TYLCV也未完成定殖。除低温限制外，播期调整、翻耕除源、合理用药、无病种苗、抗病品种与检疫措施共同构成了气候风险的缓冲屏障。

未来展望

病毒流行的动态识别依赖常态化监测，不仅需观测症状，更需开展病原检测。TuYV等病毒在油菜与豌豆上常无症状或仅表现类似非生物胁迫的症状，但仍可导致严重减产，易被忽视。介体监测常规采用黄板与吸虫器，病毒检测以酶联免疫吸附试验（ELISA）与聚合酶链式反应（PCR）为核心，也可直接从捕获介体中提取核酸进行病毒检测，如叶蝉的WDV检测与蚜虫的BYDV检测。新兴技术正逐步补充传统手段：环介导等温扩增（LAMP）可实现TuYV的田间快速检测；环境DNA/RNA结合高通量测序（HTS）或定量PCR技术，可通过污水、灌溉水与空气样本实现病毒组普查。病毒基因型与流行压力数据是集成有害生物管理（IPM）与抗病育种的核心依据，未来仍需针对特定病毒病开展气候情景下的模型模拟研究，为病毒灾害的精准减缓提供科学支撑。