150多年来,蚕业生产和发展一直受到家蚕微粒子病的严重危害。究其根本原因,该病的病原——家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)能够侵染宿主昆虫(家蚕、棉铃虫和斜纹夜蛾等)的卵母细胞,导致子代卵先天带毒。因此,微粒子病是蚕种生产过程中的唯一法定检疫对象。然而,家蚕微孢子虫侵入家蚕卵母细胞的过程和机制,是蚕学领域一个未解的百年科学命题。本研究发现,在蛹期3天卵巢管突破卵巢膜游离于血淋巴中时,N. bombycis开始侵染卵巢管。此时,血淋巴中的病原与卵管表面黏附,从而侵入卵管鞘细胞并在其中增殖,继而侵入紧邻的滤泡细胞。自此,病原可通过以下两条路径侵入卵母细胞:(1)在滤泡细胞中增殖后,直接侵入卵母细胞;(2)从滤泡细胞先侵入滋养细胞,增殖后再侵入卵母细胞。对感染的滤泡细胞和滋养进行超微观察,发现细胞结构发生重要变化:两种细胞与卵母细胞间的间隙变窄或消失,并且两种细胞中均发现包含有病原体的大囊泡结构突入卵母细胞中。进一步分析发现,病原侵染卵巢管的时间与家蚕家蚕卵黄原蛋(BmVg)的高量表达同步,而且病原在侵染过程中其表面均结合有BmVg;利用酵母双杂交等实验鉴定孢子表面蛋白(SWP),发现BmVg可与多种SWP结合;利用RNAi敲降BmVg表达,以及利用抗体封闭BmVG与SWP的结合,发现卵巢管和子代卵粒的感染量均显著降低,表明BmVG与SWP的结合是介导该病原垂直传播的关键。深入分析表明,BmVg的VWD和DU F结构域是介导其与SWP结合的关键区域。本研究不仅首次揭示了家蚕微孢子虫侵入家蚕卵母细胞的详细过程和策略,同时还发现了介导这一过程的关键分子,为深入阐明该传播的机制奠定了基础,更为利用基因编辑等技术创制胚传抗性家蚕育种新素材提供了基础理论参考和关键靶标。