煙粉虱取食ToCV侵染番茄對其解毒酶和保護酶基因表達的影響

代惠潔，程 琳，曹 慧，竺曉平，趙 靜

(1.濰坊科技學院，山東省高校設施園藝重點實驗室，山東 壽光 262700；2.濰坊學院 生物與農業工程學院，山東省生物化學與分子生物學高校重點實驗室，山東 濰坊 261061；3.山東農業大學 植物保護學院，山東省蔬菜病蟲生物學重點實驗室，山東 泰安 271018；4.山東壽光蔬菜種業集團有限公司，山東省設施蔬菜分子育種省級重點實驗室，山東 壽光 262700)

煙粉虱(BemisiatabaciGennadius)作為我國重要的農業入侵害蟲，寄主范圍廣泛，遺傳結構復雜，目前研究發現煙粉虱至少是由44個隱種組成的復合群[1]。由于煙粉虱MED隱種(Q煙粉虱)比MEAM1隱種(B煙粉虱)具有更強的抗藥性和寄主適應性[2-4]，在我國很多地區MED隱種已成為危害當地作物的優勢隱種。煙粉虱作為一種重要的媒介昆蟲，其傳播植物病毒造成的危害比自身危害更為嚴重。Fiallo-Olivé 等[5]報道由煙粉虱傳播的番茄褪綠病毒(Tomatochlorosisvirus，ToCV)現已擴散至全球35個國家和地區。我國于2012年在北京保護地栽培番茄上首次報道了ToCV的發生[6]，該病毒在我國迅速傳播蔓延，目前已在主要番茄種植區普遍暴發、流行，防控形勢嚴峻[7-10]。

ToCV不能通過汁液摩擦傳播，只能依靠媒介昆蟲以半持久方式傳播[11-12]。Shi 等[13]研究表明，煙粉虱MED隱種對ToCV的獲毒、持毒和傳毒能力明顯高于MEAM1隱種。植物病毒作為一種異源物質，媒介昆蟲取食獲毒后可能會通過調節自身的防御反應或調節反應改變對帶毒植株的適應度，而昆蟲體內的解毒酶和保護酶在這一生理過程中發揮著關鍵作用[14-17]。前期的研究發現，煙粉虱取食番茄黃化曲葉病毒(Tomatoyellowleafcurlvirus，TYLCV)侵染的番茄72 h和30 d后，體內羧酸酯酶(Carboxylesterase，CarE)和谷胱甘肽S-轉移酶(Glutathione S-transferase，GST)活性先升高后降低；細胞色素P450酶(Cytochrome P450，P450)和過氧化物酶(Peroxidase，POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)、過氧化氫酶(Catalase，CAT)活性則持續升高[14]。褐飛虱(NilaparvatalugensStal)、白背飛虱(SogatellafurciferaHorváth)取食南方黑條水稻矮縮病毒(Southernriceblack-streakeddwarfvirus，SRBSDV)侵染的水稻后，成蟲和若蟲體內保護酶SOD、POD、CAT活性均隨取食時間的延長而增加[18]。而麥二叉蚜(SchizaphisgraminumRondani)取食大麥黃矮病毒(Barleyyellowdwarfvirus，BYDV)侵染的小麥后，體內保護酶POD、SOD、CAT活性和解毒酶堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase，AKP)、乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AchE)活性卻顯著降低[15]。從適應度角度來看，Li 等[19]研究發現，煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染的番茄植株，繁殖力顯著降低，產卵期和雌成蟲壽命顯著縮短，這可能是由于解毒酶基因表達水平升高需要消耗更多能量，因此導致其在發病番茄植株上的適合度下降。Luan等[20]研究B煙粉虱取食中國番茄黃化曲葉病毒(TomatoyellowleafcurlChinavirus，TYLCCNV)侵染的煙草，也發現煙粉虱通過降低解毒酶活性來降低能量消耗，從而提高其在帶毒煙草上的適合度。媒介昆蟲獲毒后其體內解毒酶和保護酶活性的不同變化可能因媒介昆蟲、病毒以及寄主植物種類的不同而異。除基因表達水平會發生變化外，差異基因參與的代謝通路、生物學功能也是需要重點關注的部分。Kaur 等[21]對煙粉虱MEAM1隱種取食ToCV侵染番茄的轉錄組研究發現，其代謝通路、信號轉導、運輸和分解代謝、受體等代謝通路發生變化。

目前，國內外關于煙粉虱對ToCV傳播特性、傳毒機制以及適應度等方面的研究已有廣泛報道[22-28]，但從基因水平揭示煙粉虱取食ToCV侵染番茄引起生理防御從而改變適應度的研究還鮮有報道。為明確取食ToCV侵染寄主番茄對煙粉虱防御反應的影響，本研究通過轉錄組測序和實時熒光定量PCR研究煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄和健康番茄6，12，24，48 h，體內解毒酶P450、GST、CarE和保護酶SOD、POD、CAT基因表達和代謝功能的變化，以期進一步闡明煙粉虱取食ToCV獲毒后的防御機制，豐富煙粉虱-植物病毒-寄主植物間的互作理論，為田間ToCV有效防控提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 供試昆蟲與植物

供試昆蟲：無毒煙粉虱MED隱種在養蟲室內以棉花(冀棉-616)為寄主繼代飼養，并定期檢測煙粉虱種群純度。飼養條件：溫度(T)=(26± 1)℃，相對濕度(RH)= 60%～80%，光周期(L∶D)=16 h∶8 h。

供試植物：試驗所用番茄品種為齊達利(瑞士先正達公司)，為市場主栽品種，抗(耐)番茄黃化曲葉病毒。將番茄種子播在裝有育苗基質的75穴育苗盤中，置于25～27 ℃的智能溫室內用防蟲網(孔徑=0.15 mm)隔離培養，待植株長至3葉期定植于花盆中(Φ = 12 cm)備用。

ToCV感病番茄植株：用微蟲籠將帶毒MED隱種成蟲接在3葉期健康番茄植株上取食48 h移去成蟲，并將葉片上煙粉虱的卵清除干凈。將番茄植株置于25～27 ℃智能溫室內用防蟲網(孔徑=0.15 mm)隔離培養，30 d后選擇具有明顯發病癥狀并經RT-PCR檢測被ToCV侵染的植株備用。

1.2 轉錄組樣品的制備

將健康初羽化的煙粉虱雌成蟲用微蟲籠夾在感病番茄植株和健康番茄植株葉片背面，分別取食6，12，24，48 h后，收集至EP管內，用液氮速凍，置于-80 ℃保存。每個處理3個生物學重復，共24個樣本，每個樣本供試煙粉虱300頭。

1.3 轉錄組測序及分析

采集的煙粉虱樣品利用Invitrogen公司的TRIzol RNA Extraction Kit提取其總RNA，純化后根據瓊脂糖凝膠電泳、Nanodrop等技術檢測所得RNA的完整度、純度和濃度，將合格樣品委托北京諾禾致源科技股份有限公司完成基因組測序。原始序列數據經過濾軟件去除不合格的reads后獲得高質量的clean reads，再根據HISAT軟件進行基因組序列比對分析(參考基因組：ftp：//whiteflvenomics.org/pub/MEAM1/)獲得readcount數據。采用HTSeq軟件對各樣品進行基因表達水平分析，使用的模型為union。基因差異表達分析的輸入數據為基因表達水平分析中得到的read count數據，通過DESeq或TMM標準化后，進行差異分析。按照p-adjusted(q-value)<0.05的標準篩選差異表達基因[29]。

1.4 實時熒光定量PCR驗證

從煙粉虱取食24 h樣品測序結果中分別選取3種解毒酶和3種保護酶基因(Bta02803、Bta12080、Bta04439、Bta11281、Bta13466、Bta01915)，進行qRT-PCR驗證，以β-actin作為內參基因。利用Primer Premier 5.0 軟件分別設計6條基因的檢測引物，本研究所用到的所有引物序列信息見表1。采用Invitrogen公司的TRIzol RNA Extraction Kit提取煙粉虱樣品總RNA，根據反轉錄試劑盒(PrimeScriptTM1st Strand cDNA Synthesis Kit)說明書合成第一鏈cDNA用于PCR反應。熒光定量反應按照以下步驟進行：cDNA 1 μL，上游引物(10 μmol/L)和下游引物(10 μmol/L)各1 μL，2×ULtra SYBR Mixture 12.5 μL，RNase-Free Water 補充到25 μL。反應液在95 ℃預變性10 min，再按照95 ℃變性15 s、60 ℃退火10 s、72 ℃延伸10 s循環40次，收集熒光信號。每個樣品包括3個生物學重復和3個技術重復。

表1 所用引物序列信息Tab.1 The specific primers used

1.5 數據統計與分析

根據公式2-ΔΔCt計算煙粉虱體內解毒酶和保護酶基因的相對表達量，默認對照組基因相對表達量為1。酶基因相對表達量采用平均值±標準誤差表示，并利用軟件SPSS 23.0 Tukey's進行顯著性差異分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 RNA-Seq相關性分析

本研究中所有時間點的3個生物學試驗操作是可重復的且變異不大，為確保后續的差異基因分析結果更為可靠，利用樣本間基因表達水平相關性來進行檢驗和評估。相關系數越接近1，表明樣品之間表達模式相似度越高。由圖1可以看出，每個時間點的3個生物學重復樣本之間相關性系數均在0.967以上，且絕大多數高于0.99，說明同組內生物學重復一致性較好。由于試驗大背景以及設計所限，各組時間點之間間隔較近，試驗組和對照組所有樣本之間相關系數都不低，說明煙粉虱取食帶毒番茄和健康番茄的48 h內轉錄組基因表達模式大致是相同的。

圖1 各樣本間相關系數圖Fig.1 Correlation index among samples

2.2 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄對其體內解毒酶基因轉錄水平的影響

煙粉虱MED隱種取食感染ToCV侵染番茄，高通量測序共檢測出其體內33個P450基因轉錄水平發生變化，其中表達量上調基因23個、下調基因11個。在P450所有上調基因中，煙粉虱取食獲毒6 h檢測出9個基因轉錄水平發生變化，12 h檢測出8個，24 h檢測出17個，48 h檢測出6個(圖2)。在P450所有下調基因中，煙粉虱取食獲毒6 h未檢測出轉錄水平發生變化的基因，12 h檢測出1個，24 h檢測出8個，48 h檢測出5個(圖2)。此外，一些基因在煙粉虱取食獲毒不同時間點發生持續性表達差異，如Bta02803基因在6，24，48 h均發生上調，Bat02034基因在24，48 h發生上調(表2)；Bta10847基因在12，48 h發生下調，Bta11611基因在24，48 h發生下調(表3)；但是并未發現在4個時間點均發生過表達或低表達的P450基因。差異表達程度最大的P450基因為Bta04697，出現在煙粉虱取食獲毒后24 h，差異表達倍數達到4.65。

煙粉虱MED隱種取食感染ToCV侵染番茄，高通量測序共檢測出其體內11個GST基因轉錄水平發生變化，其中表達量上調基因6個、下調基因5個。煙粉虱取食獲毒6 h有4個GST基因出現上調，1個GST基因出現下調；12 h有1個GST基因發生上調，2個GST基因發生下調；24 h共有6個GST基因出現上調，2個GST基因出現下調；48 h上調、下調GST基因各檢測出2個(圖2)。在所有GST上調基因中，Bta09332、Bta12080、Bta12671、Bta14179在不同時間點均被檢測出；在GST下調基因中，Bta15447在6，24，48 h均發生低表達(表2-3)。Bta12671基因在煙粉虱取食獲毒6 h發生上調，12 h發生下調，在24，48 h又恢復過表達。差異表達程度最大的GST基因為Bta12671，出現在煙粉虱取食獲毒后48 h，差異表達倍數達到1.74。

煙粉虱MED隱種取食感染ToCV侵染番茄，高通量測序共檢測出其體內6個CarE基因轉錄水平發生變化(圖2)。煙粉虱取食獲毒6 h有2個CarE基因Bta04439、Bta06821發生上調，無下調基因；12 h有2個CarE基因Bta03563、Bta08899發生上調，無下調基因；24 h有3個CarE基因Bta04439、Bta04538、Bta06821出現上調，1個CarE基因Bta08027出現下調；而48 h未發現轉錄水平發生變化的CarE基因(表2-3)。在發生轉錄水平變化的CarE基因中，Bta04439和Bta06821在6，24 h同時出現上調，差異表達程度最大的CarE基因為Bta04439，出現在煙粉虱取食獲毒后24 h，差異表達倍數為0.99。

圖2 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄不同時間解毒酶基因上調和下調基因數量Fig.2 Numbers of up-regulated and down-regulated genes of detoxification enzyme genes in B. tabaci MED feeding on ToCV-infected tomato at different times

注釋Annotation時間/hTime基因編號Gene IDReadcount-ToCVReadcount-HLog2FCAdjusted p細胞色素P450酶6Bta02803819.90393.661.061.09E-05Cytochrome P450Bta0311174.4012.432.587.92E-09Bta04696150.3035.212.092.21E-11Bta0555389.1545.110.980.02Bta05554981.80623.700.650.01Bta07679983.83487.121.010.00Bta08018696.67334.831.061.06E-08Bta12079791.78349.701.184.03E-11Bta149053 643.522 577.950.500.0212Bta04552291.39113.091.370.01Bta055541 344.14831.190.690.01Bta0722169 847.7658 965.040.240.00Bta07692242.40120.251.012.52E-06Bta08018646.06391.450.729.49E-05Bta119221 033.17671.020.623.88E-06Bta149053 068.842 472.350.310.005Bta15119926.27492.960.910.0524Bta02034796.28542.070.550.03Bta02803679.11355.400.931.28E-07Bta0311168.918.443.030.02Bta04696181.2661.371.560.00Bta0469754.452.184.650.01Bta05553127.1273.090.800.00Bta0604397.4552.880.880.02Bta06378908.10680.330.420.04Bta0638114.594.751.620.05

表2(續)

2.3 煙粉虱取食ToCV侵染番茄對其體內保護酶基因轉錄水平的影響

煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄，高通量測序共檢測出2個SOD基因轉錄水平發生變化(圖3)，其中Bta11281基因在6，24，48 h均發生過表達(表4)。煙粉虱取食獲毒24 h檢測到另一個SOD基因表達顯著下調(表5)。Bta11281在煙粉虱取食獲毒6 h時差異表達倍數達1.72，差異程度最大。此外，分析還發現5個POD基因表達水平發生變化，其中表達量上調基因4個、表達量下調基因1個。差異表達程度最大的POD基因為Bta13466，出現在煙粉虱取食獲毒6 h，差異表達倍數為2.48。盡管高通量測序有檢測到CAT基因的存在，但該基因在煙粉虱取食獲毒6，12，24，48 h均未發生轉錄水平的差異變化。從數量上看，差異表達保護酶基因的數量遠小于解毒酶基因數量，說明解毒酶的活躍度更高。

表3 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄不同時間解毒酶基因的下調情況Tab.3 Down-regulated detoxification enzyme genes in B. tabaci MED feeding on ToCV-infected tomato at different times

圖3 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄不同時間保護酶基因上調、下調基因數量Fig.3 Numbers of up-regulated and down-regulated genes of protective enzyme genes in B. tabaci MED feeding on ToCV-infected tomato at different times

2.4 煙粉虱取食ToCV侵染番茄體內解毒酶和保護酶基因的熒光定量PCR驗證分析

選3個解毒酶基因和3個保護酶基因進行實時熒光定量PCR驗證分析(圖4)。結果表明，煙粉虱取食獲毒6，24，48 h，解毒酶P450基因相對表達量分別是對照組的1.25，2.46，5.61倍，均顯著高于對照組(P<0.05)與轉錄組結果一致；12 h相對表達量是對照組的0.88倍，二者間無顯著差異(P>0.05)，與轉錄組結果一致。GST基因相對表達量在煙粉虱取食獲毒6，12，24，48 h均顯著高于對照組(P<0.05)，分別是對照組的1.90，1.70，1.93，2.22倍，也與轉錄組差異分析結果相同；與GST基因相反，CarE基因在煙粉虱取食獲毒4個時間點其表達量與對照組均無顯著差異(P>0.05)，但在轉錄組分析中，該基因(Bta04439)分別在6，24 h發生過表達(表2)。

表4 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄不同時間保護酶基因上調情況Tab.4 Up-regulated protective enzyme genes in B. tabaci MED feeding on ToCV-infected tomato at different time points

表5 煙粉虱MED隱種取食ToCV侵染番茄不同時間保護酶基因下調情況Tab.5 Down-regulated protective enzyme genes in B. tabaci MED feeding on ToCV-infected tomato at different times

圖中數據為平均值±標準誤差，不同小寫字母表示利用Tukey′s 方差檢驗在P<0.05水平差異顯著。Datas are mean ± s，different letters indicate significant difference at P<0.05 level by Tukey′s test.

煙粉虱取食獲毒6，12，24，48 h，保護酶SOD基因相對表達量分別是對照組的2.00，1.22，2.14，2.30倍，均顯著高于對照組(P<0.05)；該基因在轉錄組分析中12 h并未出現差異表達(表4)，其余3個時間點均過表達，因此，熒光定量PCR結果與轉錄組結果略有不同。POD基因相對表達量在煙粉虱取食獲毒6，24，48 h分別是對照組的1.58，1.32，1.62倍，均顯著高于對照組(P<0.05)；12 h相對表達量是對照組的1.02倍，二者無顯著差異(P>0.05)；轉錄組分析中，該基因僅在6，24 h出現過表達，而12，48 h均未發現與對照組有顯著差異(P>0.05)(表4)，2種方法對于48 h的差異表達水平分析存在不同。除此之外，CAT基因相對表達量在煙粉虱取食獲毒6，12，48 h分別是對照組的1.01，1.01，0.98倍，與對照組均無顯著差異(P>0.05)，24 h相對表達量是對照組的0.85倍，轉錄水平被顯著抑制(P<0.05)。該CAT基因在轉錄組數據分析中任意時間點均未出現表達水平的顯著差異，而qPCR顯示該基因在24 h表達量被顯著抑制，與轉錄組分析結果有所不同，其他3個時間點分析結果一致。

2.5 差異表達基因功能分析

對差異表達基因進行GO富集分析，共注釋到生物過程、細胞組分及分子功能三部分。煙粉虱獲毒后6 h，差異表達基因主要富集到單一有機物過程、膜固有組件和轉運活性；獲毒后12 h，差異表達基因主要富集到有機氮化合物代謝、核糖體和分子功能上；獲毒后24 h，細胞進程、細胞組分以及結構分子活性對應的差異表達基因最多；獲毒后48 h，大部分差異表達基因注釋到細胞進程、膜部分和底物特異性跨膜。由于煙粉虱獲毒后12，24 h是基因轉錄活躍度的兩個極端，因此，重點分析了這2個時間點下差異表達基因的GO功能特征。從生物過程來看，煙粉虱獲毒后12 h主要富集到氧化還原過程和唾液腺細胞自噬性細胞死亡過程(圖5)，而獲毒后24 h差異表達基因參與胞內細胞器、核糖體、核糖和蛋白復合物等過程(圖6)。在細胞組分方面，獲毒后12 h只有少量差異表達基因被注釋到fusome，而獲毒后24 h差異表達基因富集的代謝通路很多，如胞內細胞器、核糖體、核糖和蛋白復合物、細胞組分、高分子復合物等。在分子功能層面，煙粉虱獲毒后12 h差異表達基因主要富集到催化活性、氧化還原酶活性和角質層結構組成等(圖5)；獲毒后24 h差異表達基因主要參與核糖體結構組成、結構分子活性(圖6)。可以看出，雖然取食時間上只相差12 h，但2個時間點下煙粉虱體內基因參與的生物學功能完全不同，獲毒后12 h煙粉虱體內涉及角質層結構組成和唾液腺細胞自噬性細胞死亡過程基因顯著上調。為了進一步了解煙粉虱獲毒后基因表達的生物學功能變化，本研究還進行了KEGG功能注釋。與對照組相比，煙粉虱取食帶毒番茄后差異表達基因主要參與代謝通路、淀粉和蔗糖代謝、碳代謝、核糖體等路徑。其中，煙粉虱獲毒后6 h，淀粉和蔗糖代謝(adjustedP=0.02)、半乳糖代謝(adjustedP=0.017)存在顯著性差異(adjustedP=1.16E-08)；獲毒后12 h，溶酶體(adjustedP=1.79E-11)、淀粉和蔗糖代謝(adjustedP=1.16E-08)、半乳糖代謝(adjustedP=2.93E-08)途徑出現顯著性差異。除此之外，其他時間點下代謝通路均未達到顯著性差異(adjustedP>0.05)。參與溶酶體途徑的差異基因主要編碼組織蛋白酶和硫酸酯酶，在生物體中起分解代謝作用。遺憾的是，大部分解毒酶和保護酶差異基因在GO注釋和KEGG代謝通路分析上沒有發現顯著性差異(adjustedP>0.05)。

GO類別分三大類: 生物過程包括1. 氧化還原過程；2. 唾液腺細胞自噬性細胞死亡；3. 自噬性細胞死亡；4. 幾丁質代謝過程；5. 含葡萄糖胺化合物代謝過程；6. 剛毛發育；7. 核糖體合成；8. 氨基糖代謝過程；9. 有機氮化合物生物合成過程；10. 乙醛酸代謝過程；11. 有機氮化合物代謝過程；細胞組分包括12. 融合體；13. 核糖體；分子功能包括14. 作用于糖基鍵的水解酶活性；15. 結構分子活性；16. 催化活性；17. 水解酶活性；18. 角質層結構組成；19. 氧化還原酶活性；20. 鐵離子結合；21. 核糖體結構組成；22. 單氧酶活性；23. 輔酶結合；24. 幾丁質結合；25. NAD結合；26. 羥甲基、甲酰基及相關轉移酶活性；27. 分子功能；28. 輔因子結合；29. 作用于供體的CH-OH基團的氧化還原酶活性；30. 作用于線性酰胺中的碳氮(而非肽鍵)的水解酶活性。

GO類別分三大類: 生物過程包括1. 核糖體生物合成；2. 核糖體蛋白復合物合成；3. 肽代謝過程；4. 細胞酰胺代謝過程；5. 肽生物合成過程；6. 有機氮化合物生物合成過程；7. 轉化；8. 酰胺生物合成過程；9. 有機含氮化合物代謝過程；10. 細胞氮化合物代謝過程；11. 前體代謝產物和能量發生；12. 細胞過程；13. 細胞呼吸；14. 細胞組分合成；15. 基因表達；細胞組分包括16. 核糖體；17. 核糖和蛋白復合物；18. 高分子復合物；19. 胞內非膜結合細胞器；20. 非膜結合細胞器；21. 細胞組分；22. 細胞；23. 細胞組分；24. 核糖體亞基；25. 細胞內部分；26. 胞內細胞器；27. 細胞內部分；28. 細胞器；分子功能包括29. 核糖體結構組成；30. 結構分子活性。

3 討論與結論

媒介昆蟲-植物病毒-寄主植物在長期進化過程中形成了復雜的互作關系，媒介昆蟲取食被植物病毒感染的寄主植物會通過調整自身的防御反應以適應病毒的侵入。本研究發現，當煙粉虱MED隱種取食感染ToCV番茄后，其體內解毒酶基因被不同程度誘導過表達或抑制表達，但總體上過表達基因占主導地位。3種解毒酶基因中，編碼P450和GST的基因數及表達差異程度高于CarE，表明煙粉虱在與ToCV、寄主植物互作過程中P450和GST基因可能更活躍。此外，從煙粉虱獲毒不同時間點看，24 h參與的解毒酶基因數最多且差異表達程度較高，說明煙粉虱在取食ToCV 24 h具有較強的解毒代謝能力。P450基因家族的差異基因數量先升高后降低，可能是由于病毒等外源物質誘導了媒介昆蟲體內P450的活性，隨著病毒量增加，昆蟲又通過降低解毒酶活性來減少能量的消耗[14]。另外2種解毒酶GST和CarE平均表達量先降低后升高，說明昆蟲體內3種主要解毒酶基因可能在不同時間發揮不同的協同作用。除解毒酶外，昆蟲體內的保護酶系統在受到外界刺激或外源物質誘導時也會發生應激反應。劉爍安等[30]研究表明，螺旋粉虱(AleurodicusdispersusRussell)感染蠟蚧輪枝菌(Verticillumlecanii(Zimm.)Gam & Zare)后其體內SOD活力顯著高于對照組。而Kaur等[21]研究發現，B煙粉虱取食ToCV 獲毒24 h，體內SOD基因表達量顯著上調。本研究中，煙粉虱MED隱種取食感染ToCV番茄后，體內SOD、POD、CAT基因在轉錄水平上發生不同程度的變化，從基因參與數量上來說遠遠少于解毒酶基因，這可能與基因對外源物質的敏感性不同有關。與取食健康番茄相比，煙粉虱取食獲毒6，24，48 h，SOD Bta11281基因表達量均顯著上調，而 POD有4個基因在取食獲毒24 h表達量顯著升高，這說明煙粉虱取食ToCV獲毒后，體內免疫反應被激活，大量保護酶被合成。而CAT在4個獲毒時間點的基因表達量均無顯著差異，說明SOD和POD發揮主要保護功能。熒光定量PCR驗證結果與轉錄組測序結果大體一致，但一些基因在個別時間點下的定量PCR分析與轉錄組結果不同，這可能是由于2種技術的檢測原理、敏感性、差異表達判定標準以及操作人員技術水平不同導致的。

本研究發現，諸多解毒酶和保護酶基因在煙粉虱取食ToCV侵染番茄前后發生差異表達，但其在基因功能和代謝通路上沒有明顯差異。然而通過對差異表達基因進行GO富集分析發現，煙粉虱獲毒后12 h差異基因參與的細胞組分、分子功能、生物過程與其他3個時間點顯著不同，涉及表皮結構組成和唾液腺細胞自噬性細胞死亡的生物學過程存在組間顯著性差異，且注釋上的基因顯著上調；而其他時間點的差異表達基因主要富集在氨基酸、蛋白質的生物合成上。KEGG代謝通路分析表明，溶酶體途徑僅在這一時間出現顯著差異，涉及基因主要編碼組織蛋白酶和硫酸酯酶。當煙粉虱取食ToCV侵染番茄后，病毒首先隨著植物汁液經過煙粉虱的口針，然后進入食道，穿過中腸進入血淋巴，最后侵染唾液腺并隨著唾液一起分泌至健康番茄植株中。He等[31]研究發現，番茄黃曲葉病毒可在煙粉虱唾液腺內復制，唾液腺細胞自噬性細胞死亡會導致唾液腺組織降解，這個過程可能與病毒侵染有關。而本研究在24，48 h并未再發現有基因注釋到此過程，說明唾液腺降解只是一個短暫過程。通常情況下，唾液腺細胞自噬性細胞死亡只出現在昆蟲變態發育過程中的幼蟲階段，且是在一個完全封閉的蛹體內進行[32]，但成蟲體內未見相關報道，此為本研究的首次發現。將注釋到該過程的基因進行追溯，發現均為組織蛋白酶F。組織蛋白酶是一個龐大的蛋白家族，主要存在于溶酶體中，發揮蛋白質降解功能。組織蛋白酶F參與MHC‖調節的抗原呈現作用，是機體免疫的一種機制。因此，該過程可能與煙粉虱調控自身免疫狀態應對病毒入侵有關。

關于煙粉虱取食ToCV侵染番茄的轉錄組研究已有報道[21，33-34]，但取食時間點主要集中在24，48 h。本研究進行了6，12，24，48 h 4個時間的轉錄組分析，結果發現，煙粉虱在應對ToCV感染過程中基因活躍度并不是持續增強或持續降低，而是有一個轉折點即12 h。該時間點下，煙粉虱體內包括解毒酶、保護酶在內的防御基因數量、轉錄水平最低，基因功能上也呈現出與其他時間點截然相反的結果。由此可見，煙粉虱取食ToCV侵染番茄可能引起了其解毒酶、保護酶基因表達的改變，并通過溶酶體途徑調控自身免疫應對ToCV入侵。研究結果有助于進一步闡明煙粉虱取食ToCV獲毒后的防御機制，豐富煙粉虱-植物病毒-寄主植物間的互作理論，為田間ToCV的有效防控提供科學依據。