许多寄生物通过操纵寄主行为改变来促进自身的繁殖和传播。鳞翅目幼虫感染杆状病毒以后上爬到寄主植物的顶部,最后倒挂死亡和液化,并释放出病毒粒子。杆状病毒的这种行为操纵被描述为"tree-top disease"或者"Wipfelkrankheit"。近些年来,杆状病毒诱导的寄主上爬行为被证明受到杆状病毒egf基因/EGT蛋白和光照的调控。然而,目前关于寄主体内的哪些基因或者miRNAs参与调控杆状病毒诱导的寄主上爬行为还不清楚。本研究主要运用高通量测序和RNAi的方法鉴定了棉铃虫(Helicoverpa armigera)体内的一些信号通路以及它们在棉铃虫核型多角体病毒(H.armigera singlenucleopolyhedrovirus,HaSNPV)诱导的上爬行为中的相关作用。研究结果主要包括以下5个方面。(1)首先,验证了 3种不同试验条件(温室棉花、温室棉绳和实验室玻璃管)下HaSNPV诱导的棉铃虫上爬行为。结果表明,3种试验条件下染毒棉铃虫幼虫均在较高的位置死亡,这也说明HaSNPV诱导的棉铃虫上爬行为是寄主自身固有的特性,和试验设置无关。同时,染毒幼虫的死亡高度随着病毒浓度的增加而升高。(2)高通量测序结果表明棉铃虫幼虫感染HaSNPV后72 h,脂肪体内有5972个基因发生了差异表达,它们主要属于20个信号通路,包括蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)和保幼激素(Juvenile hormone,JH)信号通路、免疫和压力反应信号通路、脂肪酸代谢通路等。同时,HaSNPV感染显著地抑制棉铃虫20E信号,而促进JH信号通路。最后,利用qRT-PCR验证了随机挑选的20个差异表达基因,这些差异基因的表达趋势和转录组测序结果基本一致,只是差异表达的倍数有一些变化。(3)外源激素处理和RNAi试验证明了 20E信号通路通过影响HaSNPV复制、OB产物和染毒幼虫的死亡高度负调控HaSNPV诱导的棉铃虫上爬行为,而JH信号通过拮抗20E信号的作用促进棉铃虫的上爬行为。20E和JH信号通路的下游关键基因BrZ2被成功地干涉掉以后,HaSNPV复制和OB产物和对照组相比均显著地增加,而染毒幼虫的LT50明显缩短,死亡高度显著升高。(4)miRNAs微芯片测序结果表明棉铃虫感染HaSNPV后脂肪体内有127个差异表达的寄主miRNAs。通过2个靶标预测软件预测到miR-8和miR-429可能和BrZ2的3’UTR结合而调控其表达。将Dicer1基因干涉掉或者miRNAs拮抗剂处理均能增加BrZ2的表达,而miR-8或者miR-429的激动剂处理也能下调BrZ2在转录水平和蛋白水平的表达,这些结果均直接表明miR-8和miR-429靶作用于BrZ2。进一步研究结果表明miR-8和miR-429的激动剂均显著地促进了HaSNPV的复制和OB产物、缩短了染毒棉铃虫的LT50值和提高了染毒棉铃虫的死亡高度;而拮抗剂处理均显著地抑制了 HaSNPV复制和OB产物、延长了染毒棉铃虫的死亡时间和降低了染毒棉铃虫的死亡高度。总之,这些研究结果证明了 miR-8和miR-429通过下调BrZ2的表达参与20E和JH调控HaSNPV诱导的棉铃虫上爬行为。(5)由于HaSNPV感染显著地诱导棉铃虫HaTrx2和HaTrxR1基因的表达,所以进一步研究了它们的序列特征和基因功能。序列分析结果表明HaTrx2和HaTrxR1基因均是高度保守的,和其它昆虫同源物有较高的序列一致性。HaTrx2的mRNA在5龄96h的表达量最高,在幼虫的头和表皮表达量最高。HaTrxR1基因在5龄72 h和96 h的表达量最高,在马氏管、中肠和血细胞内的表达显著地高于其它检测的组织。HaTrx2和HaTrR1基因受到多种类型的逆境压力诱导。HaTrx2或者HaTrxR1基因的干涉增加了染毒棉铃虫血细胞内的ROS产物和脂质过氧化损伤,并且导致棉铃虫对病毒感染的敏感性增加,LT50值缩短。这些结果均表明HaTrx2和HaTrxR1基因参与棉铃虫抵抗HaSNPV的感染,并且为深入研究昆虫硫氧还蛋白系统提供理论基础。