病毒病害對全球農作物生產、人類健康及畜牧安全帶來嚴峻威脅。其中，植物DNA病毒是對糧食作物、蔬菜及多年生經濟作物破壞力最強的病原之一。這類病毒不僅會降低作物的產量與品質，在疫情嚴重時更可能導致作物欠收，對熱帶與亞熱帶地區的小型農業影響尤為深遠。

雙生病毒科(Geminiviridae)的病毒主要透過粉蝨傳播。隨著氣候變遷、全球氣溫上升以及農業全球化發展，昆蟲媒介傳播病毒的時間與地理範圍風險均大幅增加。此前，由瑞士蘇黎世聯邦理工學院生物系(ETH Zurich)Wilhelm Gruissem教授主持的研究已發現，植物DNA複製酶—DNA聚合酶delta 1(POLD1)的單一突變，是木薯對雙生病毒感染產生抗性的關鍵(Lim et al., 2023)。雖然雙生病毒同樣會利用植物的 POLD1 來複製自身基因組，但POLD1突變等位基因究竟如何影響病毒的複製過程，過去一直未有解答。

Wilhelm Gruissem教授及國立中興大學詹富智校長的研究團隊於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA, PNAS)發表最新研究，正式揭開了POLD1阻絕雙生病毒感染植物的關鍵機制。

研究團隊以嚴重威脅全球番茄產量的「番茄黃化捲葉病毒」進行實驗。結果顯示，在感染番茄栽培種與野生種(Solanum chilense)後，番茄突變的POLD1會在病毒基因組複製過程中，主動將突變導入病毒DNA中。這些突變會破壞病毒關鍵蛋白質的功能，進而阻止病毒在植物體內擴散蔓延。

此外，突變的POLD1在番茄野生種族群中以雜合等位基因(heterozygous allele) 的形式穩定維持，使植物得以有效抑制病毒並正常生長。這項研究發現的 POLD1 突變等位基因，為育種專家提供了一種雙生病毒無法輕易逃脫的強效抗性機制，對未來作物育種與糧食安全維護具有重大價值。【記者  鄭昱庭整理報導】