糖基水解酶家族1（Glycosyl hydrolase family 1,GH1）是一类重要的β-葡萄糖苷水解酶,参与β-D-葡萄糖苷的水解并生成一分子葡萄糖,其在蚜虫中主要分为芥子酶（Myrosinase,Myr）和乳糖酶-根皮苷水解酶（Lactase phloridin hydrolase,Lph）两类。Myr可水解硫代葡萄糖苷（Glucosinolates）产生异硫氰酸酯等;Lph可以水解类黄酮。蚜虫隶属于半翅目（Hemiptera）,以刺吸式口器直接吸取植物汁液,还可传播植物病毒,是植物保护的重要防控对象。GH1在不同蚜虫中广泛存在且同源性较高,但目前仅对取食十字花科植物的蚜虫（如甘蓝蚜）的芥子酶有所研究,而基于GH1层面的鉴定及在蚜虫中的功能研究不足。据此,本学位论文选用3种寄主范围不同的蚜虫（桃蚜Myzus persicae、豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、褐色桔蚜Aphis citricidus）,在开展GH1的全基因组鉴定的基础上,进一步以桃蚜为研究对象,利用RT-qPCR技术解析桃蚜GH1家族基因在桃蚜不同发育阶段、组织和外源底物处理下的表达模式,随后基于免疫组化技术探究相关蛋白的亚细胞定位;最后,利用RNAi技术,探索桃蚜GH1基因的功能。研究成果将丰富对蚜虫GH1家族基因功能的认识,亦为GH1家族基因的功能分化及多样性提供理论基础。本学位论文主要研究结果如下:1三种蚜虫GH1的鉴定基于基因组、转录组以及NCBI数据库,我们在桃蚜、豌豆蚜、褐色桔蚜基因组中分别鉴定到5、9和12个GH1基因。具体而言,桃蚜含2个Myr和3个Lph,豌豆蚜含2个Myr和7个Lph,褐色桔蚜含3个Myr和9个Lph。通过活性位点分析,3种蚜虫的Myr均具有β-葡萄糖苷酶活性残基,暗示均具有β-葡萄糖苷酶活性。4个Myr（如MpMyr1）具备完整的硫代葡萄糖苷硫酸基团识别位点,推测这4个Myr具有芥子酶活性,而其余基因可能是假芥子酶基因（如MpMyr2）。3种蚜虫中共13个Lph（如MpLph1、MpLph2、MpLph3）具有β-葡萄糖苷酶活性残基,可能均具有β-葡萄糖苷酶活性。此外,桃蚜的3个Lph也均具有乳糖酶-根皮苷水解酶活性位点,暗示其具有乳糖酶-根皮苷水解酶活性。2桃蚜Myr与Lph的表达模式解析利用RT-qPCR技术,解析桃蚜Myr与Lph在不同发育时期及组织的表达模式。结果表明,MpMyr1在肌肉组织特异性高表达,并且在4龄若蚜和1日龄成蚜中高表达;MpMyr2在肠道高表达,在肌肉组织次之,在1龄、2龄若蚜以及成蚜中高表达。基于免疫组化技术,在桃蚜肌肉中检测到MpMyr1明显的荧光信号。MpLph1和MpLph3均在肠道和脂肪体高表达。MpLph1在1龄、2龄若蚜以及成蚜中高表达,MpLph3仅在成蚜中高表达。免疫组化结果显示,在肠道组织中检测到MpLph3的荧光信号。Myr与Lph均能被β-葡萄糖苷酶的常见底物4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷诱导上调,暗示它们可能均具有β-葡萄糖苷酶活性;MpMyr1在烯丙基硫代葡萄糖苷诱导下显著上调,暗示其可能具有芥子酶功能;而MpMyr2在烯丙基硫代葡萄糖苷诱导下无显著变化,说明其可能不具有芥子酶的功能;MpLph1和MpLph3能被槲皮苷以及乳糖诱导上调,暗示其具有乳糖酶-根皮苷水解酶活性。3干扰Myr与Lph表达对桃蚜的影响利用RNAi技术抑制桃蚜MpMyr1、MpMyr2和MpLph1、MpLph3在mRNA水平的表达量,RT-qPCR结果显示,4个基因沉默效率分别为43.7%、53%、50%和37%。抑制MpMyr1与MpMyr2的表达后,桃蚜体内β-葡萄糖苷酶活性降低,葡萄糖总含量显著降低,桃蚜生长发育受阻,体型变小,表明Myr在桃蚜体内具有β-葡萄糖苷酶的活性,可能参与了蚜虫生长发育中葡萄糖的供给。抑制MpLph1和MpLph3的表达后,桃蚜体内乳糖酶-根皮苷水解酶活性降低,取食行为消极、生长发育受阻、体型变小、生殖率下降、死亡率增加,表明MpLph1和MpLph3在体内是具有活性的Lph,并且可能参与桃蚜对食物中黄酮类的代谢。综上所述,本学位论文鉴定出桃蚜、豌豆蚜和褐色桔蚜GH1家族的Myr与Lph,以此为依据,进一步在桃蚜中通过时空表达模式、外源底物诱导及RNAi技术,明确了桃蚜Myr与Lph除发挥β-葡萄糖苷酶基础作用外,并衍生出与蚜虫适应性相关的其他功能,如硫代葡萄糖苷、黄酮类的代谢等,上述结果为进一步开展全面的功能研究奠定了基础。