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斜纹夜蛾(Spodoptera litura)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)同属夜蛾科(Noctuidae)灰翅夜蛾属(Spodoptera)，均为重要的农作物害虫。斜纹夜蛾核多角体病毒(Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus，SpltNPV)和甜菜夜蛾核多角体病毒(Spodoptera exigua multiple nucleopolyhedrovirus，SeMNPV)分别是控制这两种害虫种群的重要生物因子，它们的基因组序列测定和分析工作已经完成。虽然两种病毒的基因组相似程度很高，两种宿主的亲缘关系很近，但是初步研究表明甜菜夜蛾是SpltNPV的非受纳宿主。SpltNPV在甜菜夜蛾中复制失败的原因不明。本研究首次在个体水平、组织水平和分子水平上对SpltNPV口服感染甜菜夜蛾幼虫的病理学进行了深入研究和探讨。
用不同浓度的SpltNPV包涵体(occlusion body,OB)口服感染甜菜夜蛾二龄幼虫，发现随着浓度的增加，病毒对幼虫的致病性增强。当用10<6> OBs/ml的SpltNPV感染时，受毒幼虫并没有显示出任何杆状病毒致病特征，能够正常生长发育直到至化蛹。用10<7> OBs/ml的SpRNPV感染，受毒幼虫10天时的死亡率为29.1﹪；用10<8>OBs/ml的SpltNPV感染，受毒幼虫6天时的死亡率为70.9﹪。用高至10<9>OBs/ml的SpltNPV感染，受毒幼虫96 h时的死亡率为10.5﹪，120 h时的死亡率为61.9﹪，到144h，死亡率达到84.8﹪；在受毒96 h时，没有感染病毒的幼虫体长和体重分别是感染病毒幼虫的1.46倍和1.92倍。但是所有死亡幼虫的虫尸均不液化，虫尸液化是受杆状病毒感染致死幼虫的典型特征。以上结果说明，高浓度的SpltNPV可使低龄(二龄)甜菜夜蛾幼虫产生非典型的杆状病毒感染症状。
用10<9>OBs/ml的高浓度SpltNPV感染不同龄期的甜菜夜蛾幼虫，发现高龄幼虫对SpRNPV的抵抗力大于低龄幼虫。受毒的三龄幼虫生长非常缓慢，少量受毒幼虫10天后死亡，虫尸不液化。四龄受毒幼虫没有显示出罹病的症状，并能正常蜕皮、生长直至化蛹。为了研究SpltNPV能否在甜菜夜蛾幼虫体内复制和为了确定病毒基因表达是否在极早期、早期、晚期或极晚期被阻断，用RT-PCR法对受毒幼虫总RNA中不同表达时期的病毒基因转录本进行了检测。设计了四对引物可分别检测SpltNPV的ie-O基因(极早期基因)、DNAAZymerase基因(早期基因)、chitinase基因(晚期基因)和polyhedrin基因(极晚期基因)。结果显示，在SpltNPV感染甜菜夜蛾二龄幼虫6h时，没有发现ie-O基因的转录，但是在12和24h均有转录，和SpltNPV感染的受纳宿主斜纹夜蛾幼虫体内的ie-O相比，该基因转录延迟且转录本的量减少。同时对DNApolymerase基因，chitinase基因和polyhedrin基因的检测显示这三个基因均在甜菜夜蛾二龄幼虫的体内有转录，但是这三个基因转录本的丰度要比在SpltNPV感染斜纹夜蛾幼虫中的低。以上结果说明，SpltNPV各个转录时期的基因均能在甜菜夜蛾幼虫中完成转录。
由于高浓度SpltNPV仅使三龄甜菜夜蛾幼虫部分死亡，我们利用该龄幼虫研究了甜菜夜蛾阻断SpltNPV成功感染的可能因素。取受毒96 h时的幼虫血淋巴在光学显微镜下观察，发现幼虫血细胞有出泡现象，同时血细胞DNA电泳呈现ladder条带，显示出细胞凋亡的特征。将受毒幼虫用福尔马林固定、石蜡包埋、切片、HE染色观察，发现受毒幼虫脂肪体中有很多孔洞和巢穴，这可能是由于部分细胞因病毒感染而产生了病理变化，病变细胞从组织中解体或脱落然后被周围细胞吞噬所导致。Hamm’s方法染色发现，被染成微弱红色的细胞零散地分布在幼虫脂肪体细胞中，表明该组织中可能有病毒多角体蛋白的合成。TUNEL检测发现，受毒幼虫脂肪体组织出现大量的TZINEL，阳性细胞，DAPI复染的实验证实大部分TUNEL，染色阳性细胞的细胞核浓缩或者片断化，说明脂肪体细胞发生了细胞凋亡。用病毒基因组DNA作探针进行原位杂交检测的结果显示，在脂肪体组织中有弱的阳性信号，证实了斜纹夜蛾核多角体病毒已经进入了该区域。以上研究说明受毒甜菜夜蛾幼虫脂肪体细胞因SpltNPV的感染而发生了细胞凋亡，暗示细胞凋亡可能是阻断SpltNPV在甜菜夜蛾幼虫中复制的一个重要因素。
我们用高浓度的SpltNPV感染甜菜夜蛾四龄幼虫，并用终点稀释法进行检测，为了解受毒幼虫血淋巴中是否存在SpltNPV子代芽生型病毒(budded virus，BV)，结果发现，受毒48h时，受毒幼虫血淋巴中有SpltNPV BV产生，72h时病毒滴度保持了与48 h时同样的水平，而96 h时BV滴度下降，说明甜菜夜蛾高龄幼虫的血淋巴中存在阻断SpltNPV复制的重要因素。本研究第一次证实了杆状病毒经口服感染途径，即病毒感染昆虫的自然途径可导致非敏感寄主的部分组织细胞凋亡，从而证实了细胞凋亡是限制杆状病毒宿主范围的一个重要影响因子，为阐明细胞凋亡与宿主特异性之间的关系，以及通过遗传途径改造和更有效地利用杆状病毒防治害虫提供了理论依据。