烟粉虱Bemisiatabaci属半翅目粉虱科,是一个包含至少36个隐存种的物种复合群。烟粉虱主要通过传播双生病毒对田间作物造成危害,其中包括番茄黄曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)、木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMV)等。烟粉虱的暴发通常伴随着双生病毒病的流行。烟粉虱以循环型方式传播双生病毒,传播过程中病毒需要经过烟粉虱的肠道、血淋巴以及唾液腺,最终随唾液一起被分泌至植物中。在传播过程中,病毒需要穿过肠道以及唾液腺的上皮细胞,这对病毒的传播至关重要。目前对于病毒跨上皮细胞运输的研究主要集中在黄症病毒科病毒中,而且研究方法也局限于透射电镜的观察。病毒在中肠上皮细胞的运输机制还有待进一步研究,例如昆虫细胞内的何种结构、哪些基因帮助病毒完成跨细胞运输?这种运输方式是否适用于其他循环型传播的病毒?为了回答这些问题,我们对双生病毒在烟粉虱中肠细胞内的运输过程进行了详细的研究,研究结果如下:(1)双生病毒在中肠上皮细胞中的运输依赖于囊泡结构。囊泡结构是一类被磷脂双分子膜包裹的亚细胞结构,主要包括早期内体、晚期内体、循环内体、溶酶体、线粒体、高尔基体以及内质网等。通过抑制剂广泛干扰所有囊泡结构可以显著抑制烟粉虱的获毒,TYLCV的亚细胞定位也说明传播过程中几乎所有病毒颗粒始终位于囊泡结构内。(2)早期内体显著影响病毒的传播效率。早期内体是物质的分拣中心,早期内体中的物质可以被运往晚期内体、循环内体、高尔基体或细胞质膜等。干扰早期内体可以显著抑制烟粉虱的获毒效率,但是干扰晚期内体、循环内体或高尔基体都不影响烟粉虱的获毒。病毒进入细胞后可能由早期内体直接被运往血淋巴而不经过其他囊泡结构。(3)早期内体管状网络帮助病毒运输。双生病毒在早期内体的管状结构内也有发现,干扰管状结构的形成与功能可以显著抑制烟粉虱血淋巴中的病毒含量。说明病毒可能通过早期内体的管状网络被运输至血淋巴中。(4)泛素-蛋白酶体系统帮助抑制烟粉虱体内的病毒含量。泛素-蛋白酶体广泛参与多种细胞过程,干扰蛋白酶体可以导致烟粉虱体内病毒含量显著上升。但TYLCV的结构蛋白并没有被泛素化修饰的迹象。说明泛素-蛋白酶体可能通过激活免疫反应,减少细胞表面受体或影响病毒其他非结构蛋白的方式间接影响双生病毒。综上所述,烟粉虱与双生病毒之间存在复杂的互作关系。双生病毒可以利用细胞内吞、囊泡运输、以及细胞外排帮助自身跨过上皮细胞,其中负责物质分拣的早期内体在该过程中起重要的作用。同时,烟粉虱也可以通过泛素-蛋白酶体系统来控制体内的病毒含量。