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飞蝗(Locusta migratoria)是典型的渐变态昆虫,亦是危害性极高的世界性农业害虫,目前的化学防治带来一系列问题,因此研发“绿色”高效的新型杀虫剂势在必行。昆虫变态发育由蜕皮激素Ecd(包括Ecdysone和20E等)和保幼激素JH(Juvenile hormone)协同调控,而核受体(Nuclear receptor)是20E信号传导通路的关键因子,亦是害虫控制的理想靶标。本文克隆获得了LmHR4和LmE74的cDNA序列,并对其mRNA表达模式、20E调控及在飞蝗蜕皮中的功能进行了深入研究。主要结果如下:1.飞蝗LmHR4基因的分子特性通过搜索飞蝗转录组和基因组数据库,获得LmHR4基因的cDNA全长序列,其中开放阅读框为2694 bp,编码897个氨基酸,具有典型的核受体保守结构域:DNA结合域(DNA Binding Domain,DBD)和配体结合域(Ligand Binding Domain,LBD)。聚类分析表明LmHR4与蜚蠊目的德国小蠊BgHR4聚为一支;利用RT-qPCR法检测LmHR4基因的组织和发育时期mRNA表达特性,结果显示:LmHR4在五龄若虫各组织部位均有表达,其中在体壁、后肠和脂肪体中的表达量最高;并且在蜕皮前1-2天其表达量显著升高;体内注射20E的实验结果表明LmHR4不受20E调控。2.飞蝗LmE74基因的分子特性通过搜索飞蝗转录组和基因组数据库,获得LmE74A的cDNA全长序列和LmE74B基因的部分cDNA序列,本文主要对LmE74A进行研究。LmE74A开放阅读框为1539 bp,编码512个氨基酸。聚类分析表明LmE74A与其他物种的E74A聚为一支;通过RT-qPCR法检测LmE74A基因的组织和发育时期mRNA表达特性,结果显示:LmE74A在五龄体壁、脂肪体高表达;LmE74A在五龄第5天表达量最高,蜕皮前后表达量较低。体内注射20E后,LmE74A的表达显著上升。3.LmHR4基因在飞蝗蜕皮中的功能分析利用RNA干扰方法进一步分析LmHR4基因的生物学功能。在三龄、四龄和五龄第1天若虫体内分别注射dsLmHR4后,结果显示,注射dsLmHR4组试虫LmHR4的表达均较对照组显著沉默,且全部在蜕皮前死亡,表明LmHR4基因在若虫-若虫蜕皮和若虫-成虫变态中均有重要作用。进一步对五龄注射dsLmHR4组的体壁进行了H&E和几丁质染色,与对照组相比,注射dsLmHR4组表皮可以正常皮层溶离,但是新表皮的形成量显著减少,旧表皮降解量亦显著减少。沉默LmHR4后,通过RT-qPCR技术检测几丁质代谢关键基因的表达,发现几丁质合成关键基因LmUAP1和几丁质降解酶基因LmCht5的表达较对照组均显著降低,表明LmHR4通过调控几丁质代谢相关基因的表达从而影响飞蝗蜕皮。4.LmE74基因在飞蝗蜕皮中的功能分析利用RNA干扰方法进一步分析LmE74基因的生物学功能。分别向三龄、四龄和五龄若虫体腔内注射dsLmE74后,结果显示,注射dsLmE74组试虫中LmE74的表达均较对照组均显著沉默,但表型存在差异。在三龄注射dsLmE74的试虫蜕变为成虫时,出现18%翅短小,27%翅短肉以及23%翅卷曲的表型,剩余32%的试虫发育正常;在四龄注射dsLmE74的试虫蜕皮为五龄时,55%的试虫蜕皮致死,10%出现翅发育短小和短肉的表型,剩余45%的试虫最终成功变态为成虫,而五龄注射dsLmE74后的飞蝗若虫可成功蜕变为正常成虫。飞蝗LmHR4和LmE74具有不同组织部位及时期的表达特性,利用RNA干扰技术分别对其功能进行了研究,结果表明两者在昆虫的生长发育过程中均发挥重要作用,可作为害虫防治的重要靶标。