在病毒-媒介昆虫-植物三者互作系统中,病毒可以在昆虫体内直接对昆虫产生影响,也可以改变感病植物的生理状况,从而间接对昆虫产生影响。三者互作对昆虫及病原物的种群动态具有重要作用。在过去20年中,世界各地双生病毒病的流行往往伴随着入侵烟粉虱的大暴发。双生病毒-烟粉虱-植物互作对烟粉虱入侵及双生病毒流行的作用逐渐受到关注。本实验室较早发现烟草感染中国番茄黄曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl China virus, TYLCCNV)后能够显著提高Middle East-Aisa Minor1(MEAM1)烟粉虱隐种的寿命、产卵量以及种群增长速率,然而烟粉虱直接携带该病毒时则不利于种群增长。本研究以该发现作为基础,试图揭示TYLCCNV-MEAM1烟粉虱-烟草互作的营养相关机制,从而为入侵烟粉虱及双生病毒的防控提供理论依据。在本研究中,我们首先检测TYLCCNV感染、MEAM1烟粉虱取食、以及两者共同危害是否改变烟草韧皮部汁液的营养成分,然后检测烟粉虱取食感病与未感病烟草时分泌蜜露的营养成分,最后检测带毒与未带毒烟粉虱在病毒的非寄主植物棉花上取食时分泌蜜露的营养成分,上述实验用于分析三者互作对植物营养成分和烟粉虱营养吸收的影响。另外,鉴于海藻糖与海藻糖酶在昆虫营养代谢中的重要作用,我们比较了烟粉虱取食感病与未感病烟草时、以及烟粉虱带毒与未带毒时体内海藻糖酶活性及海藻糖含量,还克隆了编码海藻糖酶的两个基因BtTres,并检测了各虫态BtTres的表达。研究结果如下：(1) TYLCCNV感染与MEAM1烟粉虱取食对烟草韧皮部汁液营养成分的影响当烟草受到病毒感染、烟粉虱取食、以及两者共同危害时,其韧皮部汁液中必需氨基酸的比例以及总糖分与总氨基酸的比例与对照无显著差异,这表明TYLCCNV对MEAM1烟粉虱的间接有利影响与烟草韧皮部汁液营养成分无关。(2)烟草感染TYLCCNV对MEAM1烟粉虱营养吸收的影响虽然烟草韧皮部汁液营养成分不受病毒感染与烟粉虱取食的影响,但是烟粉虱取食感病烟草比取食未感病烟草吸收较低比例的糖分与较高比例的必须氨基酸,这是一种更加均衡的营养吸收模式,可能有利于烟粉虱生存与繁殖。另外,无论烟草感染病毒与否,烟粉虱取食较小龄期的烟草都比取食较大龄期的烟草吸收更加均衡的营养,这表明烟草龄期也能影响烟粉虱对营养的吸收。(3) TYLCCNV对MEAM1烟粉虱营养吸收的直接影响带毒与未带毒烟粉虱分泌排出的必需氨基酸比例无显著差异,但带毒烟粉虱比未带毒烟粉虱排出更低比例的糖分,表明带毒烟粉虱的营养吸收较为不均衡,这可能不利于烟粉虱生存与繁殖,同时也表明烟粉虱取食感病烟草时对营养吸收的改善来自于病毒通过植株介导的间接影响,并且这种间接影响的效果抵消并超越了直接影响,当两者共同存在时,只表现出对烟粉虱有利的间接影响。(4) TYLCCNV对MEAM1烟粉虱海藻糖酶与海藻糖的影响烟粉虱取食感病烟草与取食未感病烟草相比,体内海藻糖酶活性更高、海藻糖含量更低；带毒与未带毒烟粉虱体内海藻糖酶活性无显著差异,但带毒烟粉虱体内海藻糖含量显著高于未带毒烟粉虱。对结果进行分析发现,海藻糖酶活性与寄主适合性呈正相关,而海藻糖含量与吸收糖分的比例呈正相关,由此推测,海藻糖参与到病毒对烟粉虱营养吸收的调控过程中,而该过程与海藻糖酶无直接关系,但海藻糖酶活性可能作为评价寄主适合性的指标之一。另外,我们利用RACE技术得到烟粉虱两个BtTres的cDNA全长序列。通过分析推测的蛋白序列发现,BtTre-1与BtTre-2分别编码可溶型与膜结合型海藻糖酶。两个BtTres在伪蛹阶段的表达量最高,可能因为此阶段烟粉虱正准备羽化,而羽化所需的能量与几丁质都需要海藻糖酶参与提供。此外,各个虫态BtTre-2的表达量都高于BtTre-1,说明在烟粉虱体内BtTre-2的作用较大,但其具体功能尚不清楚。综上所述,在TYLCCNV-MEAM1烟粉虱-烟草互作组合中,虽然病毒感染与烟粉虱取食未显著改变烟草韧皮部汁液的营养成分,但病毒可以直接和间接地影响烟粉虱的营养吸收,且烟粉虱营养吸收的均衡性与其存活力和繁殖力呈正相关,表明烟粉虱营养吸收的均衡性为三者互作的机制之一。另外,烟粉虱体内海藻糖酶活性与海藻糖含量分别受到病毒不同方式的影响,表明它们在三者互作中具有不同的作用。然而,TYLCCNV直接和间接调控MEAM1烟粉虱营养吸收、海藻糖酶活性以及海藻糖含量的生理机制尚不明确,有待进一步研究。