ウイルスに感染したアブラムシの耐熱性の向上は、ニッチの拡大と種間競争の減少をもたらします

Enhanced heat tolerance of viral-infected aphids leads to niche expansion and reduced interspecific competition.

• Mitzy F Porras
• Carlos A Navas
• James H Marden
• Mark C Mescher
• Consuelo M De Moraes
• Sylvain Pincebourde
• Andrés Sandoval-Mojica
• Juan A Raygoza-Garay
• German A Holguin
• Edwin G Rajotte
• Tomás A Carlo

抄録

ベクターを媒介とする病原体は、その主要な宿主やベクターの表現型を変化させることが知られており、病気の伝搬や生態系に影響を及ぼすことが知られている。ここでは、植物ウイルスである大麦黄色矮性ウイルスが、感染した宿主植物の表面温度を平均2℃上昇させると同時に、アブラムシベクターであるRhopalosiphum padiの耐熱性を8℃上昇させることを示した。この強化された耐熱性は、3つのヒートショックタンパク質遺伝子の微分的なアップレギュレーションと関連しており、アブラムシは、より大きなアブラムシ種であるR. maidisとの競争によって冷涼な地域から移動したときに、感染した宿主植物のより高い、より暖かい地域を占有することができました。このようにして感染することで、ベクターの基本的なニッチが拡大した。これらの知見は、宿主とベクターの熱生物学に対するウイルスの影響が、宿主同士や他のベクター以外の生物との相互作用に影響を与えることを示している。

Vector-borne pathogens are known to alter the phenotypes of their primary hosts and vectors, with implications for disease transmission as well as ecology. Here we show that a plant virus, barley yellow dwarf virus, increases the surface temperature of infected host plants (by an average of 2 °C), while also significantly enhancing the thermal tolerance of its aphid vector Rhopalosiphum padi (by 8 °C). This enhanced thermal tolerance, which was associated with differential upregulation of three heat-shock protein genes, allowed aphids to occupy higher and warmer regions of infected host plants when displaced from cooler regions by competition with a larger aphid species, R. maidis. Infection thereby led to an expansion of the fundamental niche of the vector. These findings show that virus effects on the thermal biology of hosts and vectors can influence their interactions with one another and with other, non-vector organisms.