烟粉虱Bemisia tacbaci(Gennadius)属半翅目(Hemiptera)粉虱科(Aleyraodidae),是一类世界性重大农业害虫。烟粉虱传播的双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金黄花叶病毒属(Begomovirus)病毒给我国农作物生产构成巨大的威胁。菜豆金黄花叶病毒属病毒经烟粉虱以持久循环型方式传播,它们的外壳蛋白(coat protein,CP)是目前唯一已知参与病毒被烟粉虱特异性传播的结构蛋白。CP可能通过和烟粉虱蛋白发生复杂的相互作用来侵染烟粉虱中肠、唾液腺等组织,从而使病毒成功传播。另外,已知番茄黄曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)进入烟粉虱体内后能激活烟粉虱自噬和抗菌肽等免疫反应,这些免疫反应不利于病毒的侵染及积累。现阶段有关烟粉虱-菜豆金黄花叶病毒属病毒互作的研究比较少,我们对二者复杂互作关系的认识还较为浅显。基于此,本研究借助酵母双杂交核系统筛选了可能和TYLCV CP互作的烟粉虱蛋白,并利用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术分析了烟粉虱感染TYLCV或中国番木瓜曲叶病毒(Papaya leaf curl China virus,PaLCuCNV)后的蛋白表达变化,取得以下结果:(1)通过酵母双杂交核系统筛选与TYLCV CP互作的烟粉虱蛋白通过酵母双杂交核系统探究TYLCV CP与Middle East-Asia Minor 1(MEAM1)烟粉虱蛋白的相互作用。将TYLCV CP作为诱饵蛋白去筛选烟粉虱cDNA文库,鉴定出15个可能与TYLCV CP互作的烟粉虱蛋白。Gene Ontology(GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析表明,这15个蛋白主要和代谢过程、细胞运动、信号转导、免疫反应等途径有关。体外试验表明,候选蛋白肿瘤成虫盘(tumorous imaginal discs,Tid)可以和TYLCV CP蛋白发生结合,且Tid(301-499aa)的DnaJ_C结构域可能是其与TYLCV CP的结合位点。病毒侵染使Tid的表达量增加,通过dsTid或Tid抗体饲喂干扰发现,Tid不利于烟粉虱对病毒的获取。根据Tid在哺乳动物研究中已报道的功能,推测Tid蛋白积累可能是烟粉虱应对TYLCV侵染产生的免疫应答。(2)运用iTRAQ技术分析病毒侵染对烟粉虱蛋白表达的影响运用iTRAQ技术分析比较Mediterranean(MED)烟粉虱应对TYLCV或PaLCuCNV侵染其蛋白表达水平发生的变化。研究共设置3个比较组合:TYLCV-infected vs.un-infected、PaLCuCNV-infected vs.un-infected和TYLCV-infected vs.PaLCuCNV-infected,分别鉴定到259、395和74个差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)。生物信息学分析结果表明,这些差异蛋白主要与介体分解代谢、新陈代谢、运输、防御应答、细胞周期和受体相关。TYLCV-infected vs.un-infected和PaLCuCNV-infected vs.un-infected比较组合中,有一些相似上调的DEPs,其中层粘连蛋白α亚基(laminin subunit alpha)、肌营养不良蛋白(dystroglycan)、整联蛋白α-PS2(integrin alpha-PS2)和表皮蛋白(cuticle proteins)可能参与病毒运输;推测防御蛋白3(putative defense protein 3)和含PITH结构域的蛋白CG6153(PITH domain-containing protein CG6153)可能在烟粉虱抗病毒反应中发挥作用。然而,与病毒降解和积累相关的20S蛋白酶体亚基(20S proteasome subunits)蛋白仅在PaLCuCNV-infected vs.un-infected比较组合发生上调,在受到TYLCV侵染的烟粉虱体内的表达未发生变化,该蛋白可能参与抑制PaLCuCNV在烟粉虱体内的积累。综上所述,本研究首先基于酵母双杂交核系统和生物信息学分析,构建了TYLCV CP-烟粉虱蛋白的互作网络图,并发现介体互作蛋白Tid能抑制TYLCV在烟粉虱体内的积累。另外,运用iTRAQ分析技术探究了烟粉虱受病毒侵染后体内蛋白表达的差异变化,从中发现了一些可能参与病毒运输和病毒防御的介体蛋白。这些结果可为揭示烟粉虱与菜豆金黄花叶病毒属病毒的复杂互作关系提供参考。