李 潔，李 潔，于乾龍，鄭桂玲，張 彬，李長(zhǎng)友

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物醫(yī)學(xué)學(xué)院，山東省植物病蟲害綜合防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266109)

鱗翅目昆蟲種類繁多，是昆蟲綱中的第二大目，其中許多種類是農(nóng)業(yè)上的重要害蟲，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，一些種類如家蠶Bombyxmori和柞蠶Anthereapernyi等，是重要的資源昆蟲。鱗翅目昆蟲可被多種病毒感染，其中一些病毒是具有致病性的，常見的如桿狀病毒科Baculoviridae的核型多角體病毒(Nucleopolyhedrovirus, NPV)和顆粒體病毒(Granulovirus, GV)、呼腸孤病毒科Reoviridae的質(zhì)型多角體病毒(Cypovirus)、二分DNA病毒科Bidnaviridae的二分濃核病毒(Bidensovirus)、囊泡病毒科Ascoviridae的囊泡病毒(Ascovirus)和痘病毒科Poxviridae的昆蟲痘病毒(Entomopoxvirus)等。因此，昆蟲病毒可以作為生物防治的重要手段來(lái)防治很多農(nóng)業(yè)害蟲，如棉鈴蟲Helicoverpaarmigera、甜菜夜蛾Spodopteraexigua、斜紋夜蛾Spodopteralitura、草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda和蘋果蠹蛾Cydiapomonella等(Sosa-Gómezetal., 2020)，其優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)，安全無(wú)害，不易產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，長(zhǎng)期使用后可引起害蟲群體病毒病的流行傳播，從而實(shí)現(xiàn)害蟲的可持續(xù)治理(李慧等, 2015; Kergunteuiletal., 2016)；另一方面，病毒感染家蠶等有益昆蟲會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，預(yù)防和控制有益昆蟲的病毒性疾病也十分重要(Jiang, 2021)。因此，研究鱗翅目昆蟲與病毒的相互關(guān)系對(duì)于害蟲的防治和益蟲的利用都顯得尤為緊迫，尤其是昆蟲的抗病毒免疫研究。昆蟲屬于無(wú)脊椎動(dòng)物，與高等脊椎動(dòng)物相比缺少獲得性免疫系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)入侵的病毒產(chǎn)生特異的抗體，而是在與病毒的長(zhǎng)期互作中形成了一套獨(dú)特的先天免疫系統(tǒng)，主要是通過(guò)體液免疫和細(xì)胞免疫共同抵御病毒的入侵。在病毒與宿主的互作過(guò)程中，病毒可以劫持宿主的基因來(lái)進(jìn)行自我增殖，同時(shí)病毒對(duì)其宿主產(chǎn)生的巨大選擇壓力，使其進(jìn)化出各種抗性途徑(Misofetal., 2014)。反之，多樣化的抗病毒途徑又激發(fā)病毒對(duì)宿主免疫產(chǎn)生了豐富的抑制或逃避宿主的免疫響應(yīng)。因此，通過(guò)病毒與宿主昆蟲之間的互作研究，可以深入了解鱗翅目昆蟲抗病毒免疫途徑的多樣性。本文將針對(duì)鱗翅目昆蟲對(duì)病毒入侵的防御、細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng)、抗病毒免疫途徑及相關(guān)基因的功能、抗病毒免疫研究的制約因素等的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為害蟲的生物防治和益蟲疾病的防控提供理論依據(jù)。

1 昆蟲對(duì)病毒入侵的防御

多數(shù)種類的鱗翅目昆蟲病毒會(huì)隨食物經(jīng)口和消化道入侵中腸，病毒粒子需要通過(guò)圍食膜和中腸上皮細(xì)胞，進(jìn)而造成繼發(fā)性感染，完成病毒的復(fù)制、組裝和釋放等過(guò)程。昆蟲也進(jìn)化出了一套抑制或阻斷病毒入侵的方法，其中消化道在昆蟲先天免疫防御中起著重要的作用，是抵御病毒的第一道天然屏障，下面主要介紹圍食膜和中腸在防御病毒入侵過(guò)程中的作用。

1.1 圍食膜的防御作用

圍食膜(Peritrophic matrix, PM)是廣泛分布于昆蟲中腸內(nèi)壁，處于中腸上皮細(xì)胞和腸道內(nèi)容物之間的一層選擇透過(guò)性膜，起到增加中腸潤(rùn)滑、促進(jìn)食物消化、中和毒素等作用。圍食膜由中腸前端一直延伸至后腸內(nèi)。根據(jù)圍食膜的形成方式可將其分為兩類：一類由中腸細(xì)胞分泌，形成多層重疊的管狀膜，稱Ⅰ型圍食膜，多見于鞘翅目、膜翅目、蜻蜓目、直翅目昆蟲和鱗翅目幼蟲中；另一類由中腸前端特殊細(xì)胞分泌出粘液，通過(guò)食道內(nèi)褶與中腸之間環(huán)狀裂縫的擠壓形成Ⅱ型圍食膜，常見于革翅目、等翅目、紡足目、部分鱗翅目和雙翅目幼蟲(Hegedusetal., 2019)。圍食膜是由幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖組成的復(fù)合物，幾丁質(zhì)構(gòu)成圍食膜的骨架，多數(shù)的蛋白質(zhì)與糖結(jié)合以糖蛋白或蛋白多糖的形式存在，而糖是圍食膜半滲透性以及致密性的主要因素(Yangetal., 2010)。

病毒能否入侵中腸上皮細(xì)胞，是病毒開始感染時(shí)首先要面對(duì)的問題之一。作為病毒同昆蟲接觸的第一道物理屏障，圍食膜在保護(hù)昆蟲免受病毒侵染方面發(fā)揮著重要的作用。圍食膜的結(jié)構(gòu)特性可以影響昆蟲對(duì)病毒感染的敏感性，與敏感昆蟲相比，抗性的梨豆夜蛾Anticarsiagemmatalis圍食膜相對(duì)較厚，幾丁質(zhì)含量更高，與麥胚凝集素的結(jié)合能力更強(qiáng)(Levyetal., 2007; 2012)。

圍食膜作為昆蟲體內(nèi)一道物理性保護(hù)屏障，其特殊的結(jié)構(gòu)組成形式發(fā)揮著主要的生理功能。人為干擾昆蟲圍食膜正常的生理功能，可以達(dá)到控制害蟲的目的。多種病毒增效因子可以通過(guò)不同方式與圍食膜上特異位點(diǎn)結(jié)合或降解圍食膜蛋白和幾丁質(zhì)，從而破壞圍食膜的結(jié)構(gòu)，可以促進(jìn)病毒對(duì)昆蟲的感染(Erlandsonetal., 2019)。例如，來(lái)自于顆粒體病毒的增效蛋白，是一種金屬蛋白酶，能降解圍食膜腸粘蛋白(Invertebrate intestinal mucin, IIM)，使圍食膜結(jié)構(gòu)受到破壞，幫助病毒粒子進(jìn)入中腸細(xì)胞，加速病毒感染進(jìn)程(Wang and Granados, 1997)。熒光增白劑可以競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合到幾丁質(zhì)上，導(dǎo)致圍食膜蛋白與幾丁質(zhì)的解離，并能促進(jìn)核型多角體病毒對(duì)宿主的侵染(Wang and Granados, 2000)。幾丁質(zhì)酶處理的圍食膜常出現(xiàn)孔洞和縫隙，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)圍食膜的破壞程度也越大，可以明顯加快核型多角體病毒對(duì)棉鈴蟲初孵幼蟲的致死速度(劉文霞等, 2008)。以上研究均說(shuō)明圍食膜對(duì)病毒的入侵具有一定的防御作用。

1.2 中腸的防御作用

昆蟲中腸是分泌消化酶、消化食物和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要場(chǎng)所，同時(shí)也是病毒入侵的作用靶標(biāo)。中腸的組織結(jié)構(gòu)、組成和生理功能也對(duì)病毒的入侵具有一定的防御作用。研究發(fā)現(xiàn)，隨著齡期的增加，煙芽夜蛾Holiothisvirescens幼蟲對(duì)苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒(Autographacalifornicamultiplenucleopolyhedrovirus, AcMNPV)感染的抗性不斷增強(qiáng)，與4齡幼蟲相比，5齡幼蟲經(jīng)口腔感染的進(jìn)程要慢得多，抗性可能是由于中腸細(xì)胞的不同生理特性引起的，5齡幼蟲后期的中腸細(xì)胞結(jié)構(gòu)會(huì)隨著發(fā)育向成蟲細(xì)胞類型發(fā)生轉(zhuǎn)變，中腸細(xì)胞可能在幼蟲末期以較快的速度脫落(Kirkpatricketal., 1998)。舞毒蛾Lymantriadispar新蛻皮的4齡幼蟲對(duì)舞毒蛾核型多角體病毒(Lymantriadisparmultiplenucleopolyhedrovirus, LdMNPV)的LD50低于蛻皮后2～3 d感染病毒的幼蟲。此外，蛻皮后2～3 d感染的幼蟲較新蛻皮感染的幼蟲體內(nèi)含有更多的黑化感染病灶，被感染的血細(xì)胞數(shù)量也減少(McNeiletal., 2010a; 2010b)。

中腸的組成也對(duì)病毒的入侵具有影響，通過(guò)比較家蠶對(duì)濃核病毒中國(guó)株(Bombyxmoridensovirus, BmDNV-3)抗性及感性品系的中腸蛋白質(zhì)表達(dá)譜，鑒定出糖基轉(zhuǎn)移酶(Glycosyltransferase)、糖基轉(zhuǎn)移酶-S(GlcAT-S)、21.5 kDa小熱休克蛋白(21.5 kDa small heat shock protein)、V-ATP酶(Vacuolar ATP synthase)和精氨酸激酶(Arginine kinase)等5種蛋白在抗性品系秋豐中的表達(dá)量均高于感性品系華八35，而糖基轉(zhuǎn)移酶和糖基轉(zhuǎn)移酶-S僅在抗性品系中存在，提示它們可能是與抗?jié)夂瞬《居嘘P(guān)的蛋白(包方等, 2007)。草地貪夜蛾對(duì)AcMNPV經(jīng)口感染具有高度抗性，但對(duì)血腔內(nèi)的芽生病毒(BV)極敏感。研究表明，AcMNPV的包埋型病毒粒子(ODV)無(wú)法在草地貪夜蛾中腸細(xì)胞內(nèi)輕易建立原發(fā)感染，這是經(jīng)口抗性產(chǎn)生的主要原因，病毒的經(jīng)口感染可能受到病毒粒子與昆蟲中腸結(jié)合能力的影響。相比于草地貪夜蛾核型多角體病毒(Spodopterafrugiperdamultiplenucleopolyhedrovirus, SfMNPV)，AcMNPV ODV與草地貪夜蛾幼蟲中腸細(xì)胞的親和力降低，僅為SfMNPV的15%。SfMNPV ODV可與AcMNPV ODV未結(jié)合的中腸細(xì)胞受體結(jié)合，這可能有助于其提高其啟動(dòng)感染的能力(Haas-Stapletonetal., 2005)。

另外，從家蠶的消化液中分離出家蠶紅色熒光蛋白(Red fluorescent proteins, RFPs)、家蠶脂肪酶-1(Bombyxmorilipase-1, Bmlipase-1)、家蠶絲蛋白酶-2(Bombyxmoriserine protease-2, BmSP-2)、可溶性NADPH氧化還原蛋白(A soluble NADH-oxidoreductase-like protein, BmNOX)、家蠶胰蛋白酶(Bombyxmoritrypsin, Bmtryp)等多種抗病毒因子，對(duì)病毒入侵起到不同程度的抗性作用(郭望等, 2018)。

2 昆蟲的細(xì)胞免疫和體液免疫

當(dāng)病毒突破宿主昆蟲中腸屏障后，進(jìn)入到體腔時(shí)，昆蟲的免疫系統(tǒng)可對(duì)外來(lái)的病原微生物或異物進(jìn)行防御。昆蟲的免疫系統(tǒng)可分為細(xì)胞免疫和體液免疫。細(xì)胞免疫主要通過(guò)漿細(xì)胞、粒細(xì)胞和擬絳色細(xì)胞等血細(xì)胞參與的吞噬(Phagocytosis)、集結(jié)(Nodulation)和包囊(Encapsulation)等過(guò)程清除異物(Lemaitre and Hoffmann, 2007)。體液免疫主要是通過(guò)Toll、Imd、JAK-STAT等信號(hào)通路產(chǎn)生抗菌肽(Antimicrobial peptides, AMPs)等效應(yīng)分子和由原酚氧化酶(Prophenoloxidase, ProPO)等一系列酶參與的凝結(jié)(Coagulation)和黑化反應(yīng)(Melanization)(Christensenetal., 2005)。雖然將昆蟲天然免疫反應(yīng)分為細(xì)胞免疫和體液免疫兩種，其實(shí)，在抵御病原物侵染的過(guò)程中，細(xì)胞免疫和體液免疫實(shí)際上是相互交叉，緊密聯(lián)系在一起的。二者共同作用，通過(guò)對(duì)病原體識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及效應(yīng)機(jī)制等過(guò)程完成對(duì)病原物的殺滅和清除。

在昆蟲天然免疫反應(yīng)中，首先由模式識(shí)別蛋白(Pattern recognition proteins/receptor, PRPs)識(shí)別并結(jié)合病原物表面特有的模式分子(Pathogen-associated molecular pattern, PAMPs)。模式識(shí)別蛋白通常分布在脂肪體細(xì)胞以及血淋巴細(xì)胞表面，或者游離在昆蟲的血淋巴中，已經(jīng)鑒定的模式識(shí)別蛋白主要有β-1,3-葡聚糖識(shí)別蛋白(β-1,3-glucan recognition protein, βGRP)或革蘭氏陰性細(xì)菌結(jié)合蛋白(Gram-negative bacteria binding proteins, GNBPs)、肽聚糖識(shí)別蛋白(Peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)、類免疫球蛋白(Hemolin)、C型凝集素(C-type lectins)等，不同的模式識(shí)別蛋白具有不同的結(jié)構(gòu)和功能，可以識(shí)別并結(jié)合不同的PAMPs(Jiangetal., 2010; Hughes, 2012)。當(dāng)外界病原物進(jìn)入昆蟲體內(nèi)被模式識(shí)別受體蛋白識(shí)別后，繼而一系列包括絲氨酸蛋白酶和絲氨酸蛋白酶抑制劑在內(nèi)的級(jí)聯(lián)激活反應(yīng)，以及Toll、Imd、JAK-STAT等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活，來(lái)調(diào)控昆蟲的體液免疫和細(xì)胞免疫(Christensenetal., 2005)。

免疫效應(yīng)分子主要包括抗菌肽、黑色素、活性氧等，負(fù)責(zé)對(duì)病原物的殺滅和清除?？咕氖且活愋》肿恿康年?yáng)離子肽，具有廣譜抗菌活性，針對(duì)不同類型的病原物，抗菌肽的產(chǎn)生機(jī)制也不盡相同。昆蟲體內(nèi)主要是由Toll和Imd等途徑通過(guò)激活不同轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控不同抗菌肽基因的表達(dá)而參與昆蟲體內(nèi)的天然免疫反應(yīng)(張明明等, 2012)。黑化反應(yīng)是由絲氨酸蛋白酶級(jí)聯(lián)調(diào)控的，絲氨酸蛋白酶裂解和激活原酚氧化酶，形成有活性的酚氧化酶，然后催化酚類物質(zhì)(如酪氨酸)氧化成苯醌類非芳香環(huán)化合物，然后再聚合形成黑色素。黑色素合成和沉積的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致傷口部位變黑，是對(duì)抗感染的重要防御手段，它可以包裹和隔離病原體，類似于脊椎動(dòng)物的凝血系統(tǒng)(Pophametal., 2004)。酚氧化酶同時(shí)能激活體液免疫和細(xì)胞免疫，發(fā)揮抗病毒作用(Luetal., 2014; Yietal., 2014)。此外，黑化反應(yīng)的中間體可參與活性氧的生產(chǎn)，活性氧是殺死病原微生物的毒劑(Lemaitre and Hoffmann, 2007)。

關(guān)于昆蟲天然免疫系統(tǒng)的研究和描述大部分來(lái)自于模式昆蟲果蠅，但一些報(bào)道顯示，鱗翅目昆蟲對(duì)病毒具有相似的免疫防御系統(tǒng)。美洲棉鈴蟲Helicoverpazea和煙芽夜蛾同屬于鱗翅目夜蛾科，但美洲棉鈴蟲對(duì)AcMNPV的敏感性比煙芽夜蛾低1 000倍，是由于AcMNPV感染美洲棉鈴蟲能夠激活宿主的黑化和包囊反應(yīng)，從而降低病毒在血淋巴中的滴度并抑制感染進(jìn)程，而在煙芽夜蛾中的這一免疫途徑并不活躍(Trudeauetal., 2001)。?；页嵋苟闟podopteralittoralis對(duì)AcMNPV感染也具有高度的抗性，由于能夠有效地將病毒包裹在成氣管細(xì)胞中，病灶在蛻皮過(guò)程中被清除，從而消除了感染(Rivkinetal., 2006)。研究表明細(xì)胞免疫和體液免疫在昆蟲的抗病毒過(guò)程中發(fā)揮重要作用，這個(gè)過(guò)程涉及多條免疫途徑，詳見下文。

3 鱗翅目昆蟲的抗病毒免疫途徑

3.1 RNAi途徑

RNA干擾(RNA interference, RNAi)是一種存在于細(xì)胞內(nèi)進(jìn)化較為保守的基因沉默機(jī)制，在調(diào)節(jié)基因表達(dá)和抵抗病毒侵染中發(fā)揮重要作用，是昆蟲中重要的抗病毒免疫途徑(Kingsolveretal., 2013; Chejanovskyetal., 2014; Carissimoetal., 2014;McFarlaneetal., 2014; Zografidisetal., 2015; Sweversetal., 2020)。RNAi是指外源或內(nèi)源的dsRNA(Double-stranded RNA)特異性的誘導(dǎo)其同源基因轉(zhuǎn)錄后的沉默，病毒dsRNA的存在會(huì)誘發(fā)昆蟲體內(nèi)的抗病毒RNAi反應(yīng)。在昆蟲中，已經(jīng)檢測(cè)到病毒衍生的不同類型的小RNA，即siRNA(Small interfering RNA)、miRNA(Micro-RNA)和piRNA(Piwi-interacting RNA)(Morazzanietal., 2012; Aguiaretal., 2015)。研究發(fā)現(xiàn)siRNA在昆蟲的抗病毒免疫中起主要作用，病毒的dsRNA被Dicer家族的RNA酶切割成21～23 nt的siRNA，siRNA中的一條鏈被Argonaute(Ago)家族蛋白復(fù)合體識(shí)別并加以修飾，形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)，在siRNA的引導(dǎo)下驅(qū)動(dòng)病毒RNA的降解(Kimetal., 2009)。

在鱗翅目昆蟲中，將RNAi途徑中的關(guān)鍵基因過(guò)表達(dá)可以幫助細(xì)胞免受病毒感染(圖1，表1)。例如，在粉紋夜蛾TrichoplusianiHigh Five細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Dicer-2和Argonaute-2(Ago-2)可以提高細(xì)胞對(duì)蟋蟀麻痹病毒(Cricketparalysisvirus, CrPV)的防御能力。反之，通過(guò)RNAi沉默Dicer-2和Ago-2導(dǎo)致細(xì)胞中的擬黃斑潛伏病毒(Macula-likelatentvirus, MLV)的轉(zhuǎn)錄水平顯著升高(Santosetal., 2018)。在家蠶幼蟲中過(guò)表達(dá)Ago-2和Dicer-2，可以提高家蠶對(duì)dsRNA的敏感性(Youetal., 2020)。在轉(zhuǎn)基因家蠶中過(guò)表達(dá)以家蠶核型多角體病毒(Bombyxmorinucleopolyhedrovirus, BmNPV)、家蠶質(zhì)型多角體病毒(Bombyxmoricypovirus, BmCPV)和家蠶二分濃核病毒(Bombyxmoribidensovirus, BmBDV)等病毒基因?yàn)榘袠?biāo)的dsRNA，可以顯著降低上述病毒的增殖和家蠶感染病毒后的死亡率(Jiangetal., 2013; 2017; Sunetal., 2018)。Jayachandran等(2012)在美洲棉鈴蟲脂肪體細(xì)胞(HzFB)中，通過(guò)RNAi沉默Dicer-2的表達(dá)，成功的提高了棉鈴蟲核多角體病毒(Helicoverpaarmigeranucleopolyhedrovirus, HaNPV)在細(xì)胞中的增殖，表明Dicer-2直接參與棉鈴蟲的抗病毒免疫。Karamipour等(2018)用AcMNPV感染Sf9細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)Dicer-2和Ago-2基因表達(dá)水平上調(diào)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)Sf9細(xì)胞中有大量細(xì)胞中siRNA匹配到AcMNPV上。次年，Karamipour等(2019)又發(fā)現(xiàn)，通過(guò)RNAi將Dicer-1和Ago-1沉默后，提高了AcMNPV在Sf9細(xì)胞中的增殖，同時(shí)降低了miR-184的表達(dá)水平，表明Dicer和Ago基因在AcMNPV侵染Sf9細(xì)胞中參與了抗病毒免疫。另外，宿主編碼的miRNA可以抑制病毒的增殖，如Bmo-miRNA-2819通過(guò)下調(diào)BmNPV的ie-1基因的表達(dá)來(lái)抑制病毒的增殖(Wuetal., 2019)。與siRNA和miRNA不同，piRNA來(lái)源于單鏈RNA前體，piRNA在模式昆蟲黑腹果蠅Drosophilamelanogaster、埃及伊蚊Aedesaegypti中有明顯的抗病毒免疫作用，但是在鱗翅目昆蟲中piRNA的抗病毒免疫作用尚不清楚(Kolliopoulouetal., 2019)。

圖1 鱗翅目昆蟲免疫信號(hào)通路(RNAi、Imd、STING、Toll、JAK-STAT、凋亡)及免疫相關(guān)基因

3.2 細(xì)胞的自噬及凋亡途徑

很多研究表明，病毒侵染細(xì)胞后能誘導(dǎo)細(xì)胞的自噬(Autophagy)和凋亡(Apoptosis)。自噬和凋亡是決定細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵途徑，在抗病毒免疫中發(fā)揮著非常重要的作用。細(xì)胞自噬是宿主為抵抗外界干擾，維持能量代謝平衡的一種發(fā)生在生物體內(nèi)的相對(duì)保守的過(guò)程。近年來(lái)，自噬被認(rèn)為是昆蟲中一種重要的抗病毒機(jī)制，當(dāng)病毒感染細(xì)胞后，誘導(dǎo)自噬信號(hào)的釋放，促使自噬產(chǎn)生(Shellyetal., 2009; Nakamotoetal., 2012)。與自噬相關(guān)信號(hào)分子有III型磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphoinositide 3-kinase, PI3K)復(fù)合體、ULK-Atg13-FIP200-Atg101復(fù)合體、跨膜蛋白Atg9、跨膜蛋白Atg14、Atg12-Atg5共軛系統(tǒng)和Atg8/LC3共軛系統(tǒng)(Suzukietal., 2007; Urman and Ktistakis, 2010; Yinetal., 2016)。PI3K-Akt途徑可以對(duì)自噬進(jìn)行負(fù)調(diào)控，PI3K-Akt途徑的激活可以提高TOR(Target of rapamycin)的表達(dá)水平，TOR通過(guò)磷酸化作用抑制ULK復(fù)合物的激活和Atg蛋白的表達(dá)，最終抑制細(xì)胞自噬的發(fā)生(Wongetal., 2013)。在黑腹果蠅中，利用RNAi沉默Atg5基因的表達(dá)，可以抑制自噬過(guò)程，導(dǎo)致S2細(xì)胞和黑腹果蠅體內(nèi)水泡性口炎病毒(Vesicularstomatitisvirus, VSV)產(chǎn)量的增加。而利用RNAi沉默Akt的表達(dá)，可以促進(jìn)自噬過(guò)程，降低蟲體內(nèi)病毒的產(chǎn)量(Shellyetal., 2009)。

細(xì)胞凋亡是一種在基因控制下的細(xì)胞程序性死亡，可以由病毒侵染誘導(dǎo)發(fā)生，在機(jī)體的免疫中發(fā)揮重要作用(Ikedaetal., 2013)。在病毒感染早期，細(xì)胞凋亡不僅可以抑制病毒的復(fù)制，也可以促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)感染細(xì)胞的清除，從而降低或阻止病毒在宿主體內(nèi)的傳播(Settles and Friesen, 2008; Liuetal., 2013; Byersetal., 2016)。用BmNPV、甜菜夜蛾核型多角體病毒(Spodopteraexiguamultiplenucleopolyhedrovirus, SeMNPV)和黃杉毒蛾核多角體病毒(Orgyiapseudotsugatamultiplenucleopolyhedrovirus, OpMNPV)分別感染舞毒蛾Ld652Y細(xì)胞均會(huì)誘導(dǎo)其凋亡(Ishikawaetal., 2003)；AcMNPV感染斜紋夜蛾細(xì)胞早期，斜紋夜蛾核型多角體病毒(Spodopteralituramultiplenucleopolyhedrovirus, SpltMNPV)和大豆夜蛾核型多角體病毒(Anticarsiagemmatalismultiplenucleopolyhedrovirus, AgMNPV)感染的宿主細(xì)胞早期均會(huì)誘導(dǎo)宿主細(xì)胞凋亡(Zhangetal., 2002; Ishikawaetal., 2003)，上述結(jié)果表明在病毒感染早期，細(xì)胞啟動(dòng)凋亡來(lái)抑制病毒的增殖和擴(kuò)散。研究發(fā)現(xiàn)，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase, Caspase)參與病毒感染引發(fā)的細(xì)胞凋亡，在細(xì)胞抗病毒免疫中發(fā)揮重要作用(Shi, 2002)(圖1，表1)。病毒感染家蠶抗性品系后，家蠶細(xì)胞14-3-3基因的表達(dá)量升高，降低了細(xì)胞凋亡抑制因子Bcl-2基因的表達(dá)，從而促進(jìn)線粒體中細(xì)胞色素C釋放到細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞色素C觸發(fā)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，BmCaspase1的表達(dá)量上升進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡(Rosenquist, 2003)。BmNPV感染家蠶后，家蠶中Bmcaspase-1的表達(dá)水平顯著升高，并且其在抗BmNPV的家蠶品系中表達(dá)水平被上調(diào)(Wangetal., 2017)。此外，AcMNPV侵染甜菜夜蛾幼蟲時(shí)導(dǎo)致SeCaspase-6的表達(dá)水平顯著上調(diào)(表1)(Yuetal., 2020)。綜上所述，Caspase在桿狀病毒感染鱗翅目昆蟲過(guò)程中起重要作用。

3.3 免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

導(dǎo)致細(xì)胞基因表達(dá)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是先天抗病毒免疫的另外一個(gè)重要組成部分。免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是生物體通過(guò)對(duì)外源病原物進(jìn)行識(shí)別，將識(shí)別信號(hào)放大，激活免疫效應(yīng)因子的過(guò)程。研究表明，鱗翅目昆蟲對(duì)病毒入侵的免疫應(yīng)答主要涉及4種免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，分別是Toll、Imd、JAK-STAT(Janus kinase-signal transducer and activator of transcription)和STING(Stimulator)通路。

3.3.1Toll信號(hào)通路

Toll信號(hào)通路不僅能夠介導(dǎo)宿主對(duì)病原微生物感染的防御，快速產(chǎn)生相應(yīng)的抗菌肽(Chowdhuryetal., 2019)，在細(xì)胞的免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用(Hillyer, 2016; Yamamoto-Hino and Goto, 2016)。Toll信號(hào)通路的激活包括βGRP、β-1,3-葡聚糖結(jié)合蛋白(β-1,3-glucan binding protein, βGBP)對(duì)病原物的識(shí)別、配體Sp?etzle(Spz)的活化、細(xì)胞膜上Toll受體的結(jié)合與激活，調(diào)控下游作用基因的轉(zhuǎn)錄，快速調(diào)節(jié)抗菌肽的合成與分泌(Wangetal., 2007)。當(dāng)Toll受體的胞外功能區(qū)與活化的Spz配體結(jié)合而具有活性時(shí)，它的胞內(nèi)功能區(qū)會(huì)與髓樣分化因子(MyD88)結(jié)合，隨后MyD88再與Tube(連接蛋白)結(jié)合，然后將信息傳遞給Pelle激酶，最后導(dǎo)致負(fù)調(diào)節(jié)因子Cactus的水解，使轉(zhuǎn)錄因子Dorsal/Dif從細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移，調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)及抗菌肽的產(chǎn)生(Valanneetal., 2011)。

Toll受體在昆蟲的先天免疫中如同一個(gè)監(jiān)視器，能夠監(jiān)視和識(shí)別各種病原物表面特有的模式分子，在昆蟲抵御外源入侵機(jī)體中起著重要作用(Ramirez and Dimopoulos, 2010; Anthoneyetal., 2018)。利用草地貪夜蛾囊泡病毒(Spodopterafrugiperdaascovirus, SfAV)侵染草地貪夜蛾的幼蟲，Toll通路的βGRP、Toll、Spz、Pelle的表達(dá)水平顯著升高，表明SfAV感染激活了Toll信號(hào)通路(Zaghlouletal., 2020)。BmNPV感染家蠶細(xì)胞也可以激活Toll信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抗BmNPV的家蠶細(xì)胞中BmToll10-3的轉(zhuǎn)錄水平顯著升高，進(jìn)而誘導(dǎo)一系列抗菌肽和抗病毒分子的產(chǎn)生，參與抗病毒的調(diào)控(李喜升, 2016)。另外，利用BmBDV感染家蠶幼蟲，發(fā)現(xiàn)Toll通路上的Spz基因的表達(dá)水平顯著升高，表明其對(duì)BmBDV有免疫應(yīng)答(孔鳴, 2018; Kumaretal., 2019)?？坐Q(2018)研究發(fā)現(xiàn)，家蠶抗性品系NB和華八BC8中βGRP的表達(dá)量顯著高于感性品系306中的表達(dá)量。上述研究結(jié)果表明Toll信號(hào)通路參與了鱗翅目昆蟲的抗病毒免疫反應(yīng)，但其具體機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

3.3.2Imd信號(hào)通路

昆蟲Imd信號(hào)通路是調(diào)控昆蟲體液免疫反應(yīng)的重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一，類似于哺乳動(dòng)物的腫瘤壞死因子受體(Tumor necrosis factor receptor, TNFR)信號(hào)途徑(Tanjietal., 2007)。昆蟲Imd通路在果蠅中研究較為透徹，果蠅中主要介導(dǎo)革蘭氏陰性菌和部分病毒的免疫響應(yīng)(Ramirezetal., 2019)，革蘭氏陰性菌的表面存在DAP-型肽聚糖等病原相關(guān)分子，通過(guò)含跨膜結(jié)構(gòu)域的肽聚糖識(shí)別蛋白PGRP-LC或胞外的PGRP-LE對(duì)病原物進(jìn)行識(shí)別，且造成PGRP-LC或PGRP-LE構(gòu)象的改變(Kanekoetal., 2006)，將信號(hào)傳遞給接頭蛋白IMD并將其活化(Choeetal., 2002)。激活后的IMD與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β激活激酶1(Transforming growth factor β-activated kinase, TAK1)發(fā)生作用，隨后TAK1將免疫信號(hào)傳遞給IκB激酶(Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase)，激活Relish蛋白(Leulieretal., 2002; Silvermanetal., 2003)，Relish蛋白的部分區(qū)域進(jìn)入細(xì)胞核誘導(dǎo)下游抗菌肽的表達(dá)(Tanakaetal., 2008)。

Imd通路已經(jīng)被證明在模式昆蟲果蠅和蚊子的抗病毒免疫中發(fā)揮作用(Lamiableetal., 2016; Mussabekovaetal., 2017; Ramirezetal., 2019)。在家蠶中(圖1，表1)，肽聚糖識(shí)別蛋白PGRP-S2是一種分泌蛋白，可以識(shí)別BmCPV的特定成分，將信號(hào)傳遞給Imd通路的下游分子。PGRP-S2過(guò)表達(dá)后增加了BmImd，BmRelish和AMPs基因的表達(dá)，同時(shí)降低了家蠶感染BmCPV后的死亡率(Zhaoetal., 2018)。此外，BmPGRP2-2基因也參與了家蠶的抗BmNPV的免疫反應(yīng)，利用BmNPV感染敲除BmPGRP2-2后的家蠶，顯著降低了家蠶BmN4-SID1細(xì)胞系和家蠶DZ幼蟲中的BmNPV的增殖和死亡率，反之，在家蠶細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)BmPGRP2-2顯著提高了BmNPV的產(chǎn)量。此研究還發(fā)現(xiàn)，BmNPV感染家蠶可以誘導(dǎo)BmPGRP2-2的表達(dá)量升高，通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路來(lái)抑制細(xì)胞的凋亡，從而促進(jìn)BmNPV的增殖(Jiangetal., 2019)。另外，利用BmBDV感染家蠶初孵幼蟲144 h后，其體內(nèi)PGRP-LE、PGRP-LC和PGRP-LB的表達(dá)量極顯著升高，亦表明BmBDV感染激活了Imd通路(Kumaretal., 2019)。上述結(jié)果表明，Imd通路參與了鱗翅目昆蟲對(duì)病毒的免疫防御，但是Imd通路在鱗翅目昆蟲抗病毒免疫中的具體機(jī)制尚不清楚。

3.3.3JAK-STAT信號(hào)通路

JAK-STAT是一條由配體識(shí)別激活的免疫信號(hào)通路，是昆蟲重要的抗病毒免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。目前對(duì)昆蟲JAK-STAT信號(hào)通路的研究主要集中在果蠅、蚊子和家蠶等昆蟲中。在黑腹果蠅、埃及伊蚊免疫研究中發(fā)現(xiàn)：胞外配體Upaired(Upd)識(shí)別免疫信號(hào)后與跨膜受體Domeless(Dome)結(jié)合后，JAK-STAT信號(hào)通路被啟動(dòng)，激活Janus酪氨酸激酶Hopscotch(Hop)，導(dǎo)致STAT的磷酸化并形成二聚體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，然后二聚體結(jié)合至下游效應(yīng)基因啟動(dòng)子的調(diào)控序列上，從而啟動(dòng)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)進(jìn)而發(fā)揮抗病毒作用(Hombría and Brown, 2002; Arbouzova and Zeidler, 2006)。細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子SOCS(Suppressor of cytokine signaling)和PIAS蛋白(Protein inhibitor of activated STAT)是JAK-STAT通路上重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子(Betzetal., 2001; Robert and Cooney, 2002)。當(dāng)Dome或Hop被RNA干擾后，埃及伊蚊更容易被登革病毒(Denguevirus, DENV)感染，而當(dāng)負(fù)調(diào)節(jié)因子PIAS被抑制時(shí)，埃及伊蚊對(duì)DENV的抗性增強(qiáng)(Souza-Neto and Dimopoulos, 2009; Jupatanakuletal., 2017)。在果蠅中發(fā)現(xiàn)參與JAK-STAT信號(hào)通路的基因有Upd1、Upd2、Upd3、Hop和STAT92E等(Arbouzova and Zeidler, 2006)。在家蠶中也鑒定到Hop、STAT、SCOS和PIAS基因，但未鑒定到Upd和Dome基因(Wuetal., 2010)。同樣，本課題組用AcMNPV侵染甜菜夜蛾細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)不敏感細(xì)胞中Hop、STAT基因的表達(dá)量較敏感細(xì)胞顯著升高，但在甜菜夜蛾基因組中亦未發(fā)現(xiàn)Upd和Dome兩個(gè)基因，表明AcMNPV侵染激活了JAK-STAT通路，但是與果蠅、蚊子等昆蟲的JAK-STAT通路不同，與病原物識(shí)別結(jié)合的基因不是Upd和Dome。在家蠶中BmHop編碼的蛋白可能是一種JAK激酶，可以將BmSTAT轉(zhuǎn)錄因子磷酸化，進(jìn)而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。另外有研究表明，BmNPV和BmBDV感染家蠶后，能檢測(cè)到家蠶中腸中BmSTAT基因的表達(dá)量顯著上升，家蠶黃斑類似病毒(Bombyxmorimacula-likevirus, BmMLV)感染家蠶也可以誘導(dǎo)BmSTAT的表達(dá)量輕微上調(diào)(Liuetal., 2015; Zhangetal., 2016)?？坐Q(2019)研究發(fā)現(xiàn)BmBDV感染家蠶后，BmSOCS-2在抗性家蠶品系華八BC7中的表達(dá)量顯著高于敏感品系中的表達(dá)量，后又在家蠶卵巢細(xì)胞BmN中過(guò)表達(dá)BmSOCS-2，提高了細(xì)胞對(duì)BmNPV的抗性，證明了BmSOCS-2在抗BmNPV侵染的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。綜上所述，家蠶的JAK-STAT信號(hào)通路被激活并參與到抗病毒的免疫反應(yīng)中，在抗病毒防御中發(fā)揮重要作用。

3.3.4STING信號(hào)通路

STING是一個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常駐蛋白，是哺乳動(dòng)物先天免疫中的重要信號(hào)傳遞因子(Ishikawa and Barber, 2008)。在cGAS-STING信號(hào)通路中，cGAS可以識(shí)別病毒DNA，與細(xì)胞內(nèi)的ATP、GTP一起形成cGAMP，cGAMP將信號(hào)傳遞給STING，STING從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移到近核區(qū)，并且可以磷酸化TBK1和IRF3，被磷酸化的IRF3進(jìn)入細(xì)胞核，誘導(dǎo)β干擾素的產(chǎn)生，起到抗病毒免疫的作用(Wuetal., 2013; Wooetal., 2014)。

在家蠶中也存在STING介導(dǎo)的抗病毒信號(hào)通路(圖1)，BmNPV感染家蠶可以誘導(dǎo)細(xì)胞合成cGAMP，cGAMP激活家蠶STING并使其發(fā)生核移位，STING與Dredd相互作用進(jìn)而激活NF-κB轉(zhuǎn)錄因子，提高Relish的表達(dá)，誘導(dǎo)抗菌肽和抗病毒因子的表達(dá)，提高對(duì)BmNPV感染的抵抗力(Huaetal., 2018)。果蠅中STING的研究結(jié)論與家蠶一致，果蠅STING參與抗果蠅C病毒(DrosophilaCvirus, DCV)的免疫反應(yīng)中，作用在Relish的上游，調(diào)控抗病毒因子Nazo的產(chǎn)生(Gotoetal., 2018)。此外，Martin等(2018)研究表明STING信號(hào)通路的抗病毒作用在進(jìn)化上非常保守。

3.3.5其它免疫通路和基因

在昆蟲與病毒的互作研究中，為了提高病毒在宿主體內(nèi)的增殖，部分宿主的信號(hào)通路可以被侵染病毒所操控，如，原酚氧化酶、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(Extracellular signal-regulated kinase, ERK)信號(hào)通路，且各信號(hào)通路之間不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的(Jiang, 2021)。例如，桿狀病毒侵染宿主可以激活原酚氧化酶信號(hào)通路，誘導(dǎo)Bmserpin2的表達(dá)進(jìn)而抑制宿主的黑化反應(yīng)(Toufeeqetal., 2019)；桿狀病毒侵染也可誘導(dǎo)BmPGRP2-2的表達(dá)從而降低磷酸酶和張力蛋白同源物(Phosphatase and tensin homolog, PTEN)的表達(dá)，增加PI3K/Akt的表達(dá)，最終抑制宿主細(xì)胞的凋亡和自噬(Leeetal., 2018; Jiangetal., 2019)；家蠶的病毒還可以通過(guò)調(diào)控BmSpry的表達(dá)來(lái)操控宿主的ERK信號(hào)通路(Jinetal., 2014)。另外，在果蠅、蚊子等模式昆蟲中研究發(fā)現(xiàn)，Imd、Toll和JAK-STAT信號(hào)通路間也是相互聯(lián)系的，從而對(duì)病原物形成特異性的免疫應(yīng)答。例如，在果蠅中，Imd和Toll信號(hào)通路都可以激活細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，從而誘導(dǎo)抗菌肽的產(chǎn)生(Kimetal., 2009; Fressigné and Simard, 2018)；在埃及伊蚊中，當(dāng)DENV侵染時(shí)，JAK-STAT信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控因子PIAS被沉默后，發(fā)現(xiàn)Toll信號(hào)通路的Spz，部分抗菌肽和防御素的表達(dá)量被下調(diào)(Souza-Netoetal., 2009)。上述結(jié)果表明Imd和Toll信號(hào)通路，JAK-STAT和Toll信號(hào)通路是相互關(guān)聯(lián)，除此之外siRNA通路和JAK-STAT通路之間，細(xì)胞凋亡通路與JAK-STAT之間通路也是相互聯(lián)系的(Kingsolveretal., 2013)。但是，目前關(guān)于鱗翅目昆蟲免疫通路之間相互關(guān)系的研究鮮有報(bào)道，值得深入研究。

除了免疫信號(hào)通路相關(guān)的抗病毒基因外，在鱗翅目昆蟲中還有一些其它基因與昆蟲的抗病毒相關(guān)(表1)。例如，在家蠶中，通過(guò)RNAi抑制絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶2A(Ser/Thr protein phosphatase 2A, PP2A)，可增加BmNPV的復(fù)制。相反，通過(guò)過(guò)表達(dá)BmPP2A可顯著抑制BmNPV的增殖(Huetal., 2020)。Selot等(2010)研究發(fā)現(xiàn)家蠶抗性品系Nistari中BmNOX(NADH-oxidoreductase-like protein)的表達(dá)量顯著高于敏感品系CSR2中的表達(dá)量，并且家蠶Nistari品系對(duì)BmNPV感染表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，此外，研究證明BmNOX蛋白在體外有很好的抗BmNPV的活性。在棉鈴蟲幼蟲中，通過(guò)RNAi抑制Thioredoxin(Trx)和Thioredoxinreductase(TrxR)的表達(dá)，導(dǎo)致棉鈴蟲對(duì)HaMNPV感染的敏感性提高(Zhangetal., 2015)。上述研究表明BmPP2A和BmNOX參與了家蠶抗BmNPV的免疫反應(yīng)，Trx和TrxR參與了棉鈴蟲的抗病毒免疫反應(yīng)，但這些基因在其它鱗翅目昆蟲中的抗病毒免疫情況尚不清楚，有待深入研究。

4 鱗翅目昆蟲抗病毒免疫研究的制約因素

在鱗翅目昆蟲的抗病毒免疫研究中，RNAi是重要的技術(shù)手段。然而，目前RNAi技術(shù)在害蟲防治中的應(yīng)用還存在一些問題，如有效靶基因的篩選和應(yīng)用策略，鱗翅目害蟲對(duì)RNAi的敏感性低(Garbuttetal., 2013; Limetal., 2016; Mamtaetal., 2017; Pengetal., 2018)以及dsRNA在環(huán)境中的不穩(wěn)定性等。在Terenius等(2011)發(fā)表的“鱗翅目昆蟲中RNAi應(yīng)用情況”綜述中，研究者發(fā)現(xiàn)在多種鱗翅目昆蟲中，天蠶蛾科昆蟲的RNAi效率相對(duì)較高。文章中共分析了鱗翅目昆蟲中130個(gè)基因的RNAi效果，僅有38%的靶標(biāo)基因有較好的沉默效果，這給我們篩選有效RNAi靶標(biāo)基因提出了更高的要求。造成這種現(xiàn)象的原因有多種，其中dsRNA進(jìn)入昆蟲中腸或血淋巴中被降解是首要原因(Songetal., 2017; Guanetal., 2018)。其次，不同昆蟲中Dicer對(duì)dsRNA的剪切形式不同也是導(dǎo)致RNAi效率差異的重要原因。因此，提高dsRNA在環(huán)境中和昆蟲體內(nèi)的穩(wěn)定性，有助于提高對(duì)dsRNA不敏感昆蟲的RNAi效率。目前這方面的研究主要集中在以脂質(zhì)體或納米粒子對(duì)dsRNA進(jìn)行包裹避免被消化系統(tǒng)或環(huán)境中的各種酶降解(Jogaetal., 2016)。另外，RNAi過(guò)程中也可能存在脫靶問題，沉默非靶標(biāo)基因，導(dǎo)致研究結(jié)果變的更加復(fù)雜(Kulkarnietal., 2006)，所以在細(xì)胞培養(yǎng)中觀察到的基因沉默后的表型可能存在一定的偏差，還需要用真正的生物突變體，或用獨(dú)立的dsRNA瞄準(zhǔn)靶標(biāo)基因的不同區(qū)域來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。與RNAi相比較，CRISP/cas基因編輯技術(shù)極大的降低了靶標(biāo)基因的脫靶效應(yīng)，對(duì)未來(lái)昆蟲抗病毒免疫研究有很好的推動(dòng)作用。

即使在突變體的昆蟲研究中得到了抗病毒的有力證據(jù)，還要考慮到昆蟲品系遺傳背景、外部環(huán)境和內(nèi)部因素的影響，如在家蠶中，不同家蠶品系對(duì)病毒的抗性情況存在顯著差異(陳克平等, 1991; 1996)。在進(jìn)行昆蟲體內(nèi)抗病毒基因功能研究時(shí)，病毒感染途徑也是影響昆蟲抗病毒的重要因素。多數(shù)鱗翅目昆蟲與病毒的互作研究中，是通過(guò)注射的方法直接將病毒注入生物體內(nèi)，這種方法可以精準(zhǔn)的控制病毒感染的時(shí)間和劑量。然而，在自然環(huán)境中，鱗翅目昆蟲很少通過(guò)注射的方法獲得病毒(Wilfertetal., 2016)，多數(shù)是通過(guò)直接取食獲得病毒。病毒飼喂和注射法會(huì)引起昆蟲不同的系統(tǒng)反應(yīng)，進(jìn)而影響昆蟲的抗病毒研究(Ferreiraetal., 2014)。通過(guò)飼喂的方法口服病毒很難精準(zhǔn)的控制病毒的感染時(shí)間和劑量，昆蟲體內(nèi)環(huán)境及發(fā)育階段也會(huì)對(duì)昆蟲抵抗病毒產(chǎn)生影響，如不同昆蟲體內(nèi)pH環(huán)境不同，鱗翅目昆蟲只有在幼蟲階段可以接觸到病毒，并且低齡期的幼蟲抗病毒能力較差，而高齡期幼蟲的抗病毒能力較強(qiáng)。

多數(shù)鱗翅目昆蟲的抗病毒研究都是以細(xì)胞系為基礎(chǔ)，其優(yōu)點(diǎn)是可以在一個(gè)更為均一的細(xì)胞群中工作，更容易控制病毒感染的時(shí)間和劑量。但是以昆蟲細(xì)胞系為載體進(jìn)行抗病毒研究也存在一些不足，如：(1)某些昆蟲的細(xì)胞起源不明，在長(zhǎng)期單一條件下培養(yǎng)，細(xì)胞會(huì)被馴化，喪失天然昆蟲細(xì)胞的一些特性，導(dǎo)致對(duì)病毒響應(yīng)的不同；(2)昆蟲細(xì)胞類型單一，缺乏不同組織細(xì)胞間的相互作用，不能真實(shí)反應(yīng)昆蟲體內(nèi)的抗病毒情況；(3)某些昆蟲細(xì)胞中可能存在潛伏病毒持續(xù)感染的現(xiàn)象，對(duì)抗病毒的研究結(jié)果產(chǎn)生干擾。上述因素會(huì)制約昆蟲抗病毒免疫反應(yīng)的研究(Marques and Imler, 2016)。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

昆蟲的抗病毒免疫途徑表現(xiàn)出豐富的多樣性，主要體現(xiàn)在RNAi、細(xì)胞的自噬與凋亡、Imd、Toll、JAK-STAT和STING等重要的免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上。上述抗病毒反應(yīng)在不同的昆蟲中存在一定的保守性，但又擁其各自的獨(dú)特性，各信號(hào)通路之間不是孤立反應(yīng)的，而是相互響應(yīng)的(Kingsolveretal., 2013)。目前，鱗翅目昆蟲中免疫信號(hào)通路之間的相互關(guān)系尚不清楚，值得研究。除了在昆蟲細(xì)胞中進(jìn)行昆蟲的抗病毒免疫研究外，應(yīng)更多的利用RNAi和CRISP/cas技術(shù)在昆蟲體內(nèi)進(jìn)行基因功能的研究。另外，病毒從昆蟲腸道進(jìn)入其循環(huán)系統(tǒng)以及病毒在昆蟲體內(nèi)的增殖中所面臨的組織特異性的抗病毒途徑也應(yīng)該被關(guān)注。此外，昆蟲腸道中的微生物群落對(duì)抗病毒免疫的影響也值得深入研究。

隨著基因組測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，目前已經(jīng)獲得了大量與鱗翅目昆蟲免疫相關(guān)的基因(Jiangetal., 2013; Jiang, 2021)。盡管RNAi技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大的促進(jìn)了人們對(duì)昆蟲先天免疫分子機(jī)制的了解(尹傳林等, 2017)，但是對(duì)于已經(jīng)鑒定到的多數(shù)鱗翅目昆蟲免疫相關(guān)基因的功能及調(diào)控機(jī)制仍不清楚，且有關(guān)免疫相關(guān)基因的研究主要集中在模式昆蟲家蠶上，對(duì)于其它一些重要的鱗翅目農(nóng)業(yè)害蟲的研究還比較匱乏。目前，利用病毒防控鱗翅目害蟲是重要的生防手段，對(duì)這些害蟲天然免疫系統(tǒng)的研究可為害蟲防治新策略的開發(fā)提供新的突破口。

關(guān)于鱗翅目昆蟲抗病毒免疫機(jī)制的研究，今后需重點(diǎn)關(guān)注以下三個(gè)方面的工作：(1)利用生物信息學(xué)方法繼續(xù)挖掘免疫關(guān)鍵基因，利用RNAi、CRISPR/cas或轉(zhuǎn)基因技術(shù)，深入挖掘這些基因的功能，明確其所屬的免疫信號(hào)通路，闡明昆蟲的抗病毒免疫反應(yīng)的分子機(jī)制及各基因在抗病毒免疫中的調(diào)控作用。(2)加強(qiáng)病毒對(duì)昆蟲的抗病毒免疫反應(yīng)抑制作用的研究，揭示病毒的逃逸機(jī)制，為害蟲防控新策略的研發(fā)提供新思路。(3)對(duì)某些重要害蟲的基因組進(jìn)行重測(cè)序和深度分析，進(jìn)一步挖掘新的昆蟲抗病毒途徑和抗病毒基因。