《Insects》：Multi-Condition Cultivation Reveals the Host Plant-Dependent Gut Bacteria Diversity in Tomato Leafminer (Tuta absoluta) Larvae
编辑推荐：
本研究通过构建重组BmNPV病毒颗粒（rBmNPV-mCherry），结合时间序列转录组分析，系统揭示了家蚕（Bombyx mori）细胞在病毒感染早期（12 hpi）和晚期（24 hpi）的宿主应答网络。研究发现细胞外基质-受体相互作用（ECM-receptor interaction）通路在病毒入侵阶段显著富集，提示其可能参与病毒附着过程。进一步功能验证表明，丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶12（Map3k12）通过激活JNK信号通路显著抑制BmNPV复制，为解析病毒-宿主互作机制提供了新靶点，并为家蚕抗病毒育种奠定了分子基础。
引言
家蚕（Bombyx mori）作为重要的经济昆虫和模式生物，其生产受到家蚕核型多角体病毒（BmNPV）的严重威胁。BmNPV是一种双链DNA病毒，通过口服感染家蚕中肠上皮细胞，导致系统性感染和重大产业损失。病毒粒子包括包埋型病毒（ODV）和出芽型病毒（BV），分别介导初级感染和细胞间传播。尽管已有研究揭示了部分抗病毒基因（如BmSOCS2、BmFerritin、BmRas3）的作用，但病毒受体及关键复制机制仍不明确。本研究通过构建重组BmNPV病毒，结合多时间点转录组分析，旨在系统解析宿主应答网络并筛选抗病毒关键因子。
材料与方法
病毒构建与细胞感染
利用MultiBac系统构建携带mCherry标签的重组BmNPV（rBmNPV-mCherry）。将转移载体pFBDM-mCherry通过Tn7转座系统导入含Bacmid的Escherichia coli菌株BmSw106-inv，获得重组菌rBmSw106-mCherry。通过感染家蚕卵巢细胞系BmN，在96 hpi收获重组病毒粒子。
转录组测序与分析
BmN细胞以MOI=1接种rBmNPV-mCherry，分别在12 hpi和24 hpi收集样品，提取总RNA。建库后使用Illumina Novaseq X plus平台进行测序。原始数据经fastp质控后与家蚕参考基因组（SilkDB3.0）比对，通过HISAT2和StringTie进行转录本组装。差异表达基因（DEGs）筛选标准为FDR<0.05且|log2FC|>1，并利用GO和KEGG数据库进行功能富集分析。
基因功能验证
通过RT-qPCR验证ECM-受体相互作用通路基因（Itgbn、Thbs3b、Sv2a、Itga9）及Map3k12的表达。构建过表达载体plex4-Map3k12转染BmN细胞，并合成Map3k12特异性dsRNA进行RNA干扰。病毒感染后检测病毒核衣壳蛋白VP39的转录水平，评估Map3k12对病毒复制的影响。
结果
重组病毒成功构建与感染特性
rBmNPV-mCherry在BmN细胞中可有效表达红色荧光信号，表明病毒粒子具备感染活性。转录组测序共获得6.38亿条原始reads，质控后清洁数据量达6.34亿条，Q30均高于93%。与宿主基因组比对率在对照组为82–83%，而感染组在12 hpi和24 hpi分别降至47%和15%，提示病毒转录本比例随时间显著增加。
差异表达基因动态变化
在12 hpi共鉴定到1136个DEGs（789个上调、347个下调），24 hpi增至5191个DEGs（2102个上调、3089个下调）。维恩图显示两个时间点共有884个DEGs，其中24 hpi特有基因达4307个，反映感染后期宿主转录组紊乱加剧。
功能富集揭示通路特异性
GO分析显示，12 hpi的DEGs主要富集于基础生物过程（如单生物过程调控）和分子功能（结合活性、催化活性）。至24 hpi，富集范围扩展至免疫应答、细胞周期调控等复杂功能。KEGG分析表明，12 hpi的DEGs显著富集于ECM-受体相互作用、黏着斑等通路；而24 hpi则集中于剪接体、DNA复制、细胞周期等核心生命过程，同时凋亡和RNA降解通路被激活。
Map3k12抑制BmNPV复制
RT-qPCR验证显示Map3k12在感染后持续上调。过表达Map3k12使病毒VP39表达量在12 hpi和24 hpi分别下降1.8倍和2.3倍；相反，RNA干扰Map3k12后VP39表达量显著升高。结果表明Map3k12通过激活JNK通路可能诱导感染细胞凋亡，从而抑制病毒增殖。
讨论
本研究首次通过时间序列转录组揭示了BmNPV感染过程中宿主ECM-受体相互作用通路的早期激活现象，提示病毒可能利用整合素等表面受体促进入侵。Map3k12作为MAPK通路的上游激酶，其过表达可通过激活JNK通路抑制病毒复制，而病毒可能通过编码凋亡抑制蛋白（如P35、IAP）对抗此防御机制。未来需直接验证Map3k12-JNK轴在凋亡诱导与病毒复制中的因果关系，为抗病毒靶点开发提供理论依据。
结论
研究提供了BmNPV感染早期和晚期的全基因组转录谱，明确了ECM-受体相互作用通路在病毒入侵中的潜在作用，并鉴定出Map3k12为关键抗病毒因子。这些发现为阐明BmNPV与宿主互作机制提供了新视角，对家蚕抗病育种具有重要应用价值。
